Цель: установить условие момента силы. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Ход урока

I . Организационный момент

II . Повторение. Беседа

1.Дайте определение закону сохранения энергии?

2. В каких единицах измеряется потенциальная энергия пружины?

3 Что такое кинетическая энергия?

III . Изучение нового материала

На практике часто встречаются случаи, когда тело не может двигаться свободно в любом на­правлении, а движения его ограничены какими-либо другими твердыми телами. Эти тела называют в механике жесткими связями. Важным примером движения, ограниченного жесткой свя­зью, является вращение тела вокруг жесткой оси или, как говорят, вращения тела, закрепленного на оси.

Например, пропеллер самолета, колодезный журавль, дверь на петлях. Представим себе руле­вое колесо корабля или «баранку» автомобильного руля. Прилагая усилия вдоль радиуса, мы будем только пытаться согнуть ось, но не сможем повернуть колесо. Для поворота необходимо приложить усилие вдоль его обода, т.е. перпендику­лярно радиусу. Из сказанного следует, что при выявлении условий равновесия тела, закрепленного на оси, можно не рассматривать силу со стороны оси, т.к. она не может вызвать вращение тела.

Эксперимент 1

Для равновесия необходимо, во-первых, чтобы силы, дей­ствуя в отдельности, поворачивали тело в противоположные стороны .

Эксперимент 2

Уменьшим расстояние от центра вращения до линии дей­ствия силы. Что видим? Для того чтобы тело находилось в рав­новесии потребуется большая сила .

Оказывается, что для равновесия тела закрепленного на оси, существуют не только величины сил, но и расстояние между точками их приложения и осью вращения, как для обычного рычага.

Если обозначить величины сил через F ₁ и F ₂ , длины радиу­сов, проведенных в точки их приложения, через , и 1₂, тог усло­вие равновесия выразится равенством:

Если силы не перпендикулярны радиусу точек приложения, то такое соотношение должно выполнятся для проекций этих сил на направления, перпендикулярные к радиусам.

Произведение Fa называют моментом силы относитель­но равной оси, или просто моментом силы.

Для равновесия тела, закрепленного на оси, алгебраичес­кая сумма моментов действующих на него сил должна быть равна нулю.

В случае произвольного числа внешних сил условия рав­новесия твердого тела запишутся в виде:

F , + F ₂ + F ₃ + … – 0

IV . Закрепление изученного

1. Что называют плечом силы?

2. Что называют моментом силы? Какая формула выражает смысл этого понятия?

3. Какова единица измерения момента силы в системе СИ?

4. Какую роль играет момент силы во вращательном дви­жении?

5. Как определяется знак момента силы?

6. Чему равен момент силы, проходящий через ось вра­щения?

7. Сформулируйте и запищите условие равновесия тела с закрепленной осью вращения.

V . Решение задач

1. Длина горизонтально установленного рычага с груза­ми весом 2,5 Н и 4 Н на концах равна 52 см. Найти плечи сил тяжести грузов и силу давления рычага на точечную опору. Массу самого рычага не учитывать.

Домашняя работа

§ 69