Помістіть олівець під центр лінійки так, щоб вони були у рівновазі. Зберігаючи взаємне положення лінійки і олівця

Тема занятия: Важіль і рівновага

Пояснення:
Важіль - це простий механічний пристрій, що складається з двох підвісних точок і тіла, яке може обертатися навколо однієї з цих точок. Рівновага важеля виникає, коли моменти сил по обох боках підвісних точок взаємно компенсують один одного. Інакше кажучи, важіль перебуває у стані рівноваги, коли сумарний момент сил по обох боках підвісних точок дорівнює нулю.

У даній задачі ми маємо помістити олівець під центр лінійки так, щоб вони були у рівновазі. Це означає, що плече сил, що діють від центру лінійки до підвісної точки олівця, має бути рівне плечу сил, що діють від центру лінійки до підвісної точки купи монет.

Для того, щоб перевірити правила важеля, можна виміряти довжини цих плеч. Візьмемо вимірювальну лінійку і зафіксуємо один кінець під центром лінійки. Заміщуємо олівець під це кріплення так, щоб лінійка почала нахилятися. Потім встановлюємо одну монету на одному кінці отриманого важеля і стопку із двох таких самих монет - на іншому кінці. Виміряємо довжини плеч для кожної сторони важеля за допомогою лінійки.

Якщо плече сил, що діє на одному боці важеля, буде рівне плечу сил на іншому боці, то важіль знаходиться у стані рівноваги і правила важеля підтверджуються.

Приклад використання:
Уявімо, що довжина плеча від центру лінійки до підвіски олівця дорівнює 15 см, а довжина плеча від центру лінійки до підвіски монети становить 10 см. Таким чином, ми можемо сказати, що важіль буде перебувати у стані рівноваги, оскільки плече сил на обох боках рівне. Для перевірки можна навіть використати вимірювальну лінійку.

Порада:
Для кращого розуміння важелів і рівноваги, можна провести експерименти з домашніми предметами, намагаючись знайти рівноважу. Встановіть гвинт на столі і спробуйте зрозуміти, як зміна довжини плеч може впливати на рівновагу важеля. Виконуючи такі експерименти, школяр зміцнить своє розуміння принципів рівноваги важелів.

Вправа:
Виміряйте довжини плеч для важеля, складеного з дошки (або рейки) і блоку з гвинтом. Довжина плеча від положення блоку до підвісної точки важеля складає 60 см, а довжина плеча від положення дошки до цієї ж точки - 40 см. Чи буде важіль перебувати у стані рівноваги? Поясніть, чому.