Dźwignia i maszyny proste
Fizyka, klasa 7 · Maszyny proste
Najważniejsze w skrócie
Maszyna prosta to najprostsze urządzenie, które ułatwia pracę: dźwignia, bloczek, kołowrót, równia pochyła, klin i śruba. Żadna z nich nie zmniejsza wykonanej pracy — pozwala tylko wykonać ją mniejszą siłą, za to na dłuższej drodze.
Dźwignia jest w równowadze, gdy iloczyny sił i ich ramion po obu stronach osi obrotu są równe: F₁ · r₁ = F₂ · r₂. Ramię siły to odległość od osi obrotu do linii działania siły — im dłuższe ramię, tym mniejsza potrzebna siła.
Pojęcia
- Warunek równowagi dźwigni
- F₁ · r₁ = F₂ · r₂ — iloczyny sił i ramion po obu stronach są równe.
- Ramię siły
- Odległość od osi obrotu do linii działania siły, mierzona prostopadle.
- Dźwignia dwustronna
- Oś obrotu leży między siłami — huśtawka, nożyczki, waga szalkowa.
- Dźwignia jednostronna
- Obie siły po tej samej stronie osi — taczka, dziadek do orzechów, otwieracz do butelek.
- Złota zasada mechaniki
- Ile zyskujemy na sile, tyle tracimy na drodze — pracy nie da się zmniejszyć.
- Bloczek nieruchomy
- Zmienia kierunek działania siły, ale jej nie zmniejsza.
- Bloczek ruchomy
- Zmniejsza potrzebną siłę dwukrotnie, ale linę trzeba wybrać dwa razy dłuższą.
- Równia pochyła
- Im dłuższa i łagodniejsza, tym mniejszą siłą wciągniemy ciężar na tę samą wysokość.
- Kołowrót
- Dwa połączone koła o różnych promieniach na wspólnej osi — korba studni, kierownica.
- Klin
- Maszyna prosta rozpychająca materiał na boki — siekiera, dłuto, gwóźdź, nóż.
- Sześć maszyn prostych
- Dźwignia, bloczek, kołowrót, równia pochyła, klin, śruba.
- Po co ludziom maszyny proste?
- Żeby wykonać zadanie siłą, którą naprawdę dysponujemy — nie żeby oszczędzić pracę.
Sprawdź się
1. Dźwignia dwustronna jest w równowadze, gdy:
- iloczyny sił i ramion po obu stronach są równe
- obie siły są równe
- oba ramiona są równe
- jedna siła jest dwa razy większa
Pokaż odpowiedź
A. iloczyny sił i ramion po obu stronach są równe — Warunek równowagi to F₁ · r₁ = F₂ · r₂ — liczy się siła razem z ramieniem.
2. Taczka jest przykładem:
- dźwigni jednostronnej
- dźwigni dwustronnej
- kołowrotu
- klina
Pokaż odpowiedź
A. dźwigni jednostronnej — Koło jest osią obrotu, a ładunek i ręce znajdują się po tej samej jej stronie.
3. Bloczek ruchomy pozwala zmniejszyć potrzebną siłę:
- dwukrotnie
- czterokrotnie
- dziesięciokrotnie
- wcale
Pokaż odpowiedź
A. dwukrotnie — Ciężar rozkłada się na dwa odcinki liny, ale liny trzeba wybrać dwa razy więcej.
4. Złota zasada mechaniki mówi, że:
- ile zyskujemy na sile, tyle tracimy na drodze
- maszyna prosta zmniejsza wykonaną pracę
- każda maszyna zwiększa energię
- siła i droga zawsze rosną razem
Pokaż odpowiedź
A. ile zyskujemy na sile, tyle tracimy na drodze — Iloczyn siły i drogi, czyli praca, pozostaje niezmieniony.
5. Warunek równowagi dźwigni dwustronnej to:
- F₁ = F₂
- F₁ · r₁ = F₂ · r₂
- r₁ = r₂
- F₁ ÷ r₁ = F₂ ÷ r₂
Pokaż odpowiedź
B. F₁ · r₁ = F₂ · r₂ — Momenty sił po obu stronach muszą być równe.
Więcej pytań — razem 50 fiszek, pytań i zdań prawda/fałsz — czeka w ćwiczeniach.
▶ Ćwicz ten temat fiszki, quiz i prawda/fałsz — z wynikiem i powtórkami