Yksinkertaiset mekanismit. Yksinkertaisten mekanismien tehokkuus
1. Vipu on tasapainossa allaDia 2
Oppitunnin motto: ”Tunteista ymmärrykseen” TUNNIN TARKOITUS: kehittää edelleen opiskelijoiden ymmärrystä ympäröivän maailman tieteellisen tiedon menetelmän olemuksesta TUNNIN TAVOITTEET: kasvattaa oppilaiden ymmärrystä lämmön toimintaperiaatteista moottorit; rakenteellisia ja loogisia kaavioita, taulukoita, jotka edistävät ideologisten perusideoiden muodostumista (materialistinen maailma, tieteen kehittymisen ehdollisuus tuotannon tarpeiden mukaan), ekologisen kulttuurin kehittämistehtävät korostaa materiaalissa tärkeintä, ilmaista ajatuksia loogisesti, analysoida havainnollistavaa materiaalia kognitiivisten etujen ja kykyjen käyttää historiallisia tosiasioita.
Dia 3
TUNNIN TYYPPI: oppitunti tietojen, kykyjen, taitojen parantamisesta ja systematisoinnista TUNNIN VÄLINEET: diat
Dia 4
"Isoisoisä" - Heronin sharocolo 200 eaa. e. Höyrylaiva 1878 Höyryturbiini 1887 "Isoisä" - Ivan Polzunovin höyrykone - Lentokone 1903 Ensimmäinen polttomoottori 1878 "Isä" - James Wattin höyrykone 1784 Höyryveturi 1814 Diesel 1897
Dia 5
A) imu B) puristus C) isku D) pako
Dia 6
2. Mitä laitteita kutsutaan lämpömoottoreiksi? Koneita, joissa polttoaineen sisäinen energia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi, kutsutaan lämpömoottoreiksi. 3. Voidaanko ampuma-aseet luokitella lämpömoottoreiksi? Joo. Palaneen ruudin energia muunnetaan ammuksen mekaaniseksi energiaksi. 4. Voidaanko ihmiskeho luokitella lämpömoottoriksi? Kyllä 5. Miksi polttomoottoreita ei käytetä sukellusveneissä? Veden alla polttomoottorin toimintaa varten tarvitaan ilmaa, mutta sitä ei ole, tai on tarpeen ottaa nesteytetty ilma, mutta tämä on kannattamatonta ja vaikeuttaa prosessia. 6. Muuttuuko turbiinissa olevan höyryn lämpötila? Kyllä se vähenee. 7. Ovatko kaikki lämpömoottorit yhtä kustannustehokkaita? Ei, ei kaikki, on taloudellisempiakin, esimerkiksi dieselmoottori.
Dia 7
Lämpökoneen tehokkuuden kuvaamiseksi sisäisen energian muuntamisessa mekaaniseksi energiaksi otetaan käyttöön lämpömoottorin suorituskykykerroin (COP). Sitä merkitään kirjaimella η
Dia 8
Kerroin (latinasta coefficientis) on yleensä vakio tai tunnettu arvo - muuttujan tai tunnetun arvon kerroin.
Dia 9
Lämpökoneen hyötysuhde on moottorin sykliä kohden tekemän työn suhde lämmityksestä saatavaan lämmön määrään: lämpökoneen hyötysuhde on aina pienempi kuin yksi (alle 100 %).
Dia 10
Ranskalainen insinööri ja tiedemies Sadi Carnot laski ensin ihanteellisen lämpömoottorin maksimihyötysuhteen.
Dia 11
Dia 12
Lämmitin Käyttöneste (kaasu) Jääkaappi Q1 (lämpö) Q2 (lämpö) A’=Q1-Q2 (työ)
Dia 13
Fysikaalista määrää, joka osoittaa, kuinka suuri osa moottorin tekemästä työstä on polttoaineen palamisen aikana saadusta energiasta, kutsutaan lämpömoottorin hyötysuhdetekijäksi = (A / Q) 100 %
Dia 14
= A p/ Az = Qp/ Qz = Np/ Nz AINA! 00% Miksi? = (A / Q) 100 %
Dia 15
Dia 16
Poltettaessa polttoainetta lämpömoottoreissa tarvitaan suuri määrä happea. Eri polttoaineiden poltto kuluttaa 10-25 % viherkasvien tuottamasta hapesta. Lämpömoottorit eivät vain polta happea, vaan myös päästävät vastaavan määrän hiilidioksidia (hiilidioksidia) ilmakehään. Polttoaineen poltto teollisuusyritysten ja lämpövoimalaitosten uuneissa ei ole lähes koskaan täydellistä, joten ilman saastuminen tapahtuu tuhka- ja nokihiutaleilla. Nyt kaikkialla maailmassa perinteiset voimalaitokset päästävät vuosittain 200–250 miljoonaa tonnia tuhkaa ja noin 60 miljoonaa tonnia rikkidioksidia ilmakehään. Teollisuuden lisäksi myös liikenne saastuttaa ilmaa, ennen kaikkea autot (suurten kaupunkien asukkaat tukehtuvat autojen moottoreiden pakokaasuihin).
Dia 17
Mihin luulet suurimman osan lämpökoneiden sisäisestä energiasta kuluvan???? Ovatko lämpömoottorit ympäristön kannalta turvallisia Olet oikeassa, ja tämä näkyy selvästi seuraavista tiedoista:
Dia 18
– 1 tonni bensiiniä vapauttaa palaessaan 500–800 kiloa haitallisia aineita; – 5 miljardia tonnia hiilidioksidia pääsee ilmakehään vuosittain; – yksi suihkukone kuluttaa 45 tonnia happea 5 tunnin lennon aikana – viimeisten 25 vuoden aikana ilmakehän hiilidioksidin määrä on kasvanut 345 miljardia tonnia – pakokaasut sisältävät 1200 komponenttia, mukaan lukien hiilimonoksidi, typpi oksidit, hiilivedyt, aldehydit, metallioksidit (haitallisin on lyijyoksidi), noki jne.
Ekologiset ongelmat
Dia 19
1. Tehtävää ratkaistessaan yksi opiskelijoista sai vastauksen, että lämpökoneen hyötysuhde on 200 %. Ratkaisiko opiskelija ongelman oikein? Laadulliset tehtävät: 2. Lämpökoneen hyötysuhde on 45 %. Mitä tämä numero tarkoittaa? 3. Voiko lämpökoneen hyötysuhde olla 1,8; 50; 4; 90; 100%?
Dia 20
Ihmiskehossa on noin 600 lihasta. Jos ihmisen kaikki lihakset olisivat jännittyneet, ne tuottaisivat noin 25 tonnia voimaa. Normaalissa työskentelyolosuhteissa ihmisen uskotaan voivan kehittää 70 - 80 W tehoa, mutta hetkellinen energian vapautuminen on mahdollista esimerkiksi urheilussa. kuten kuulantyöntö tai korkeushyppy. Havainnot ovat osoittaneet, että kun jotkut miehet hyppäävät korkealle ja työnnät pois samanaikaisesti molemmilla jaloilla, jotkin miehet kehittävät keskimäärin noin 3700 W tehon 0,1 sekunnissa ja naiset 2600 W. Ihmisen lihasten tehokkuus on 20 %. Mitä se tarkoittaa? Kuinka paljon lihakset tuhlaavat energiaa?
Dia 21
1. Lämpökone vastaanottaa 1000 J energiaa lämmittimestä kiertoa kohti ja siirtää 800 J energiaa jääkaappiin. Mikä on lämpökoneen hyötysuhde? 2. Lämpökone vastaanottaa lämmittimestä 1000 J energiaa kiertoa kohden ja siirtää 700 J energiaa jääkaappiin. Mikä on lämpökoneen hyötysuhde?
Dia 22
Lämpökoneiden toiminnan aikana vapautuva hiilidioksidi imee infrapunasäteilyä maan pinnalta, mikä johtaa ilmakehän lämpötilan nousuun 0,05 celsiusastetta vuosittain. Tämä vaikutus voi aiheuttaa jäätiköiden sulamisen ja merenpinnan katastrofaalisen nousun. Tällä hetkellä noin 5 miljardia tonnia hiilidioksidia pääsee ilmakehään vuosittain. Ympäristöasiat
Dia 23
Lämpökoneiden toimiessa ilmakehään vapautuu jatkuvasti kasveille, eläimille ja ihmisille haitallisia aineita: typen oksideja, hiilivetyjä, hiilimonoksidia. Polttoaineen palamisen aikana hapenkulutus vähentää sen pitoisuutta ilmakehässä. Ydinvoimalaitoksilla on ongelmana vaarallisen radioaktiivisen jätteen loppusijoitus. Höyryturbiinien käyttö voimalaitoksissa vaatii suuria lammikoita poistohöyryn jäähdyttämiseksi. Maassamme tarvitaan 200 km3 vettä tähän tarkoitukseen.
Dia 24
Luonnonsuojelutoimenpiteet 1. Käsittelylaitosten tehokkuuden lisääminen. 2. Sellaisten ajoneuvojen käyttö, joissa polttoaine palaa täysin polttomoottorissa ja joiden CO2-päästöt ilmakehään ovat minimaaliset. 3. Polttoaineen käyttö hapen ja vedyn seoksesta. 4. Pääasiassa ydinvoimalaitoskompleksien rakentaminen suljetulla vesikierrolla.
Dia 25
Jacques Yves Cousteau: "Luonto pelotti ennen ihmistä, mutta nyt ihminen pelottaa luontoa."
Dia 26
Näytä kaikki diat
Dia 2
1. Onko yksinkertaisesta mekanismista hyötyä työssä? Perustele vastaus. 2. Mekaniikan "kultaisen säännön" sisältö. 3. Mikä on vivun voimien kohdistuspisteiden kulkemien reittien ja näiden voimien välinen suhde? 4. Mihin yksinkertaisia mekanismeja käytetään? 5. Millä tavalla he menettävät, kun käytetään vipua, joka lisää voimaa? Kertaus:
Dia 3
6. Kuinka monta kertaa he häviävät matkalla käyttämällä liikkuvaa lohkoa kuormien nostamiseen? 7. Määritä laskentakaavat: Teho A = F*S Työ V = S / t Nopeus P = F / S Tiheys p = m / v Paine N = A / t
Dia 4
1. Mihin yksinkertaisia mekanismeja käytetään? 2. Hyödyllisen ja täydellisen työn käsite ja niiden vertailu. 3. Mekanismin tehokkuuden käsite, sen vertailu 100 %:iin. 4. Tapoja lisätä tehokkuutta.
Dia 5
Yksinkertaisia mekanismeja käytetään...
Dia 6
Hyödyllisen ja täydellisen työn käsite. Omenat mehuksi jalostettaviksi, kuormaaja kaataa ne koreista auton takaosaan. Täysi työ on omenoiden lastaus. Se koostuu itse omenoiden nostamisesta ja korien nostamisesta. Itse omenoiden nostaminen on hyödyllistä, mutta korien nostaminen on hyödytöntä, koska ne täytyy laskea tai heittää alas.
Dia 7
Työskentele kuorman nostossa kaltevassa tasossa, korkeus h ja pituus ℓ.
F Hyödyllinen työ A p = F *h = m *q *h Mutta samalla ylitämme kitkavoiman, muiden laitteiden painovoiman ja teemme lisätyötä. Tehty työ on suurempi kuin hyödyllinen työ Az > A p Hyödyllinen työ on vain osa kokonaistyöstä.
Dia 8
Mekanismin ominaisuutta, joka määrittää, kuinka suuri osuus hyödyllisestä työstä on kokonaistyötä, kutsutaan tehokkuudelle.
A n Az 100 % Voiko hyötysuhde olla 100 %, > 100 %? Perustele vastaus. Kuinka lisätä tehokkuutta? Vähennä liikkuvien osien massaa, vähennä kitkaa osissa. Tehokkuus =
Dia 9
Selvitä laitteiden ja mekanismien tehokkuus seuraavissa tilanteissa: 1. Piippua rullataan kaltevaa alustaa pitkin 240 N:n voimalla. Tynnyrin massa on 100 kg, lavan pituus 5 m, lavan korkeus 1 m. 2. 200 N painoinen hiekkaämpäri nostetaan kiinteällä lohkolla 10 m korkeuteen, joka vaikuttaa köyteen 250 N:n voimalla.
Näytä kaikki diat
Yksinkertaiset mekanismit Mekanismi - kreikan sanasta - työkalu, rakenne. Kone - latinan sanasta machina - rakenne. Block - englannin sanasta block - osa nostomekanismia pyörän muodossa, jonka kehän ympärillä on ura. Voiman muuntamiseen käytettäviä laitteita kutsutaan yksinkertaisiksi mekanismeiksi
Yksinkertaiset mekanismit Kaltevaa tasoa käytetään raskaiden esineiden siirtämiseen korkeammalle tasolle nostamatta niitä suoraan. rampit, liukuportaat, tavalliset portaat, kuljettimet. Jos sinun on nostettava kuorma korkealle, on aina helpompi käyttää loivaa rinnettä kuin jyrkkää: mitä jyrkempi rinne, sitä helpompi tämä työ on tehdä.
Voimavarsi Lyhin etäisyys tukipisteen ja sen suoran välillä, jota pitkin voima vaikuttaa vipuun, kutsutaan voiman käsivarreksi Voiman käsivarsi F 2 Voiman käsivarsi F 1 Voiman käsivarsi F 2 Voiman haaran löytämiseksi alkaen tukipiste, laske a kohtisuorassa voiman vaikutuslinjaan nähden Tukipiste Toimintalinja voimat kohtisuorassa
Vivun tasapainon ehdot Vipu on tasapainossa, kun siihen vaikuttavat voimat ovat kääntäen verrannollisia näiden voimien käsivarsiin l 2 = 2 F 2 = 3 l 1 = 3 F 1 = 2 Tämän säännön on vahvistanut Arkhimedes. Legendan mukaan hän huudahti: "Anna minulle tukipiste, niin minä nostan maan."
Vivun tasapainon ehdot Jäykän kappaleen tasapaino kolmen voiman vaikutuksesta. Jotta pyörimätön kappale olisi tasapainossa, on välttämätöntä, että kaikkien kappaleeseen kohdistettujen voimien resultantti on yhtä suuri kuin nolla. Laskettaessa resultanttia kaikki voimat vähennetään yhteen pisteeseen C
Vivun tasapainon kohdistaminen lohkoon Kiinteä lohko M = F2r = P2r ei anna vahvistusta työssä vain muuttaa voiman suuntaa Liikkuva kappale M = F r = Pr/2 F = P/2 antaa vahvistuksen voimassa 2 kertaa Kiinteä lohko käytön aikana, ei muuta pyörimisakselin asentoa. Liikkuva lohko liikkuu toiminnan aikana
Yhdistämällä tietyn määrän liikuteltavia lohkoja voit saada 2-kertaisen vahvistuksen yksinkertainen hihnapyöräyhdistelmä liikkuvien ja kiinteiden lohkojen ryhmästä, silloin vetovoiman vahvistus on tasainen ja monimutkaisemmissa malleissa mielivaltainen
Mekanismin tehokkuus Työn suorittamiseen tarvitaan viime kädessä yhtä tai toista mekanismia. Hyödyllistä työtä A p on työtä, jota tarvitsemme. Nostamiseen käytetty työ osoittautuu aina hyödyllisemmäksi Työ painovoiman voittamiseksi: A = mgh Kuormaa nostettaessa ylitämme köyden painovoiman, kitkavoiman, muiden laitteiden painovoiman Mekanismin ominaisuutta, joka määrittää, mikä osuus hyödyllisestä työstä muodostaa kokonaisuuden, kutsutaan tehokkuustekijäksi
Valikoima kinematiikan tehtäviä (Valtion tiedeakatemian tehtävistä).
GIA Mikä yksinkertaisista mekanismeista voi antaa suuremman tehon toiminnassa: vipu, kalteva taso vai liikkuva kappale? 1) vipu 2) kalteva taso 3) liikkuva lohko 4) yksikään yksinkertainen mekanismi ei lisää työtä
GIA-vipu antaa 5-kertaisen voimanlisäyksen. Mikä on voitto tai tappio etäisyydellä? 1. voitto 5 kertaa 2. ei voitto eikä häviäminen 3. tappio 5 kertaa 4. voitto tai tappio liikenopeudesta riippuen
Unified State Exam 2002 A3. Vipuun vaikuttaa kaksi voimaa, joiden varret ovat 0,1 m ja 0,3 m Lyhyeen varteen vaikuttava voima on 3 N. Mikä on vivun pitkään varteen vaikuttava voima. olla tasapainossa? 1,1 N 2,6 N 3,9 N 4,12 N F 1 d 1 = F 2 d 2 3 N 0,1 m = N 2 0,3 m
Unified State Exam 2003 A4. Kuvassa on ohut, painoton sauva, johon kohdissa 1 ja 3 kohdistetaan voimat F 1 = 100 N ja F 2 = 300 N. Missä kohdassa pyörimisakselin tulee olla, jotta sauva olisi tasapainossa? Pyörimisakseli on kiinteä
2005 A4 (DEMO). Kaivonosturin kuorma A (katso kuva) tasapainottaa kauhan painoa, joka on 100 N. (Katso vipu painottomana.) Kuorman paino on 1,20 N 2,25 N N N
2008 A5 (DEMO). Laboratoriotöitä tehdessään opiskelija asettaa kaltevan tason 60 asteen kulmaan pöydän pintaan nähden. Tason pituus on 0,6 m 0,1 kg painavan kappaleen painovoima pisteeseen O nähden, kun se kulkee kaltevan tason keskikohdan ohi, on 1,0,15 N m 2,0,30 N m 3,0,45 N m 4,0. .60 N m
Kirjallisuus 1.Gutnik, E.M., Physics. 7. luokka. Oppikirja lukioille / E. M. Gutnik, A. V. Peryshkin. - M.: Bustard, - 302 s. 2. Zorin, N.I. GIA fysiikka. Koulutustehtävät: 9. luokka / N.I. Zorin. – M.: Eksmo, – 112 s. – (Valtion (lopullinen) todistus (uudessa muodossa). 3. Kabardin, O.F. Fysiikka. 9. luokka: kokoelma koetehtäviä, joilla valmistaudutaan peruskoulun kurssin viimeiseen sertifiointiin / O.F. Kabardin. – M.: Bustard, - 219 s. 4. Viileä fysiikka uteliaille./[Elektroninen resurssi]// html html 7. Työyksiköt / Digitaalisten koulutusresurssien yhtenäinen kokoelma / [Elektroninen resurssi] / 95ff c9a66/5_1 Federal Institute of Pedagogical Measurements (KIM) Physics GIA / /[Sähköinen resurssi]// Federal Institute of Pedagogical Measurements (KIM) Physics Unified State Examination //[Sähköinen resurssi]//