ырлық центрі.Зертханалық жұмыс «Ауырлық центрін анықтау». Физика, 7 сынып, қосымша материал 3.

http://class-fizika.narod.ru/van3.htm

Масса центрі -қатты дененің массасы жинақталған нүкте.

Ескерту: көбінесе, ауырлық центрі мен масса центрі бір-бірімен сәйкес келеді.

Тепе-теңдік және түрлері:

Тепе-теңдік-қарастырылып отырған санақ жүйесімен салыстырғанда дененің тыныштықта немесе бір қалыпты түзу сызықты қозғалыста болуы

Орнықты тепе-теңдік:

Тепе-теңдік орнынан аз ығысқанда, пайда болған әсер етуші күш, бастапқы орнына бағытталады. Нәтижеде дене бастапқы орнына келеді.сурет 8(3). Ескерту: Орнықты тепе-теңдік болу үшін бастапқы жағдайда дененің потенциалдық энергиясы минималь болу қажет.

Орнықсыз тепе-теңдік: Тепе-теңдік қалпынан аз ығысқанда, пайда болған күш бастапқы орнына қарсы бағытталады.сурет 8(2)

Талғаусыз тепе-теңдік: Тепе-теңдік қалпынан ығысқанда қосымша күш пайда болмайды.Сурет 8(1)

ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ. О ВАНЬКЕ-ВСТАНЬКЕ И СОХРАНЕНИИ РАВНОВЕСИЯ

 "Центром тяжести каждого тела является некоторая расположенная внутри него точка - такая, что если за неё мысленно подвесить тело, то оно остается в покое и сохраняет первоначальное положение."Архимед

 У каждого предмета есть центр тяжести.Изучение этого свойства тел необходимо для понимания понятия равновесия тел, при решении конструкторских задач, расчете устойчивости сооружений и во многих других случаях.

 В своем труде "О равновесии плоских тел" Архимед употреблял понятие центра тяжести. Видимо, оно впервые было введено неизвестным предшественником Архимеда или же им самим, но в более ранней, не дошедшей до нас работе. Прошло 17 веков и Леонардо да Винчи сумел найти центр тяжести тетраэдра. Он же, размышляя об устойчивости итальянских "падающих" башен, в том числе - Пизанской, пришел к "теореме об опорном многоугольнике".

 Как определять центр тяжести плоской фигуры?

 Вырежьте из картона фигуру произвольной формы и проколите в нескольких местах хотя бы пару отверстий (для большей точности лучше ближе к краям). Вколите в вертикальную деревянную стену иголку и повесьте на ней фигуру за любое отверстие. Помните: фигурка должна свободно качаться на игле! Сделайте отвес из тонкой нити и груза, завяжите петлю на свободном конце нити, и повесьте его на ту же иглу. Отвес будет указывать вертикальное направление на подвешенной фигуре. Отметьте на фигурке вертикальное направление нити. Снимите фигуру, подвесьте её за другое отверстие и снова отметьте уже новое направление нити отвеса. Точка пересечения вертикальных линий укажет положение центра тяжести данной фигуры.

 Внимание!Центр тяжести тела может находиться и вне тела, как, например, у бублика.

 Странный коробок.Если сделать в спичечной коробке двойное дно и спрятать туда маленький грузик, то можно с этим коробком показать фокус. Показать зрителям, что коробок “пуст”, и сдвинуть грузик к одному краю коробка. Установить коробок на край стола так, чтобы большая часть его свешивалась.

 Почти весь коробок висит в воздухе, но не падает со стола! Если не знать о грузике, то кажется,что центр тяжести коробка уже не проецируется на площадь опоры, и коробок просто обязан по всем законам физики упасть. Однако, нет!Интересно,что хотя на Луне сила тяжести в 6 раз меньше, чем на Земле, увеличить там рекорд по прыжкам в высоту удалось бы всего в 4 раза. К такому выводу приводят расчеты по изменению высоты центра тяжести тела спортсмена.

ЧЕЛОВЕК И РАВНОВЕСИЕ.О ВАНЬКЕ-ВСТАНЬКЕ, ЦЕНТРЕ ТЯЖЕСТИ И РАВНОВЕСИИ

 Человек - это "тело на опоре". Центр тяжести человека расположен в нижней части живота, т.к. вес ног составляет около половины веса тела. Устойчивость тела зависит от положения центра тяжести и от величины площади опоры: чем ниже центр тяжести и больше площадь опоры, тем тело устойчивее. Расположение центра тяжести относительно точек опоры влияет на равновесие тела. Человек не падает до тех пор, пока вертикальная линия из центра тяжести проходит через площадь, ограниченную его ступнями.

 Морякам на качающейся палубе корабля придает устойчивость походка "в развалку". При такой ходьбе ноги специально ставятся шире, чтобы захватываемая ступнями площадь опоры была как можно больше.

 Если встать на одну ногу, то площадь опоры уменьшится, и сохранять равновесие будет труднее.

 А ещё сложнее удерживать равновесие или, как говорят, балансировать на узком канате или проволоке артистам цирка. Ведь площадь опоры в этом случае ничтожно мала!

 Посмотрите на примеры и мысленно проведите вертикаль через центр тяжести человека к плоскости, на которую он опирается. Лежит ли проекция центра тяжести в площади опоры человека?

 Стоя или при ходьбе. ............................. Проекция центра тяжести лежит в площади, ограниченной опорой, и равновесие сохраняется без труда.Дополнительная опора.

 ...........

 Увеличение площади опоры за счет дополнительной опоры (одной или двух палок) помогает сохранить устойчивость и равновесие.

 При падении. ........

 Центр тяжести находится в стороне от точек опоры. В результате человек теряет равновесие и падает.

 Балансирование на одной ноге..................

 Оно возможно благодаря относительной симметричности человеческого тела. Чтобы сохранить положение центра тяжести над площадью опоры, приходится, например, уравновешивать вытянутую вперед ногу отклонением туловища и головы и противоположную сторону.

 Прислонившись к чему-нибудь.

 Человечек находится в равновесии, потому что центр тяжести находится между двух точек опор : ноги и стула. Вторая нога может и не принимать участия в удержании равновесия.

 Встаем со стула.

 У человека, ровно сидящего на стуле, центр тяжести проецируется на плоскость опоры позади того места, где стоят его ноги. А чтобы человек мог стоять, линия эта должна проходить между ступнями. Вставая, надо податься грудью вперед, размещая центр тяжести над площадью опоры, или же подвинуть ноги назад, чтобы подвести опору под центр тяжести. Обычно мы так и делаем, не осознавая необходимости этого движения, когда встаем со стула. Иначе встать просто невозможно!А если встать со стула, взяв в руки гантели (или , например, утюги!) и вытянув их вперед? Возможно Вам удастся это сделать, не наклоняясь вперед и не подтягивая ноги назад. Попробуйте!

 Удары ногой.При ударе ногой в борьбе центр тяжести смещен относительно точки опоры. В этом случае тело стремится восстановить положение равновесия, что совпадает с направлением удара. Это придает дополнительную силу удару.

 Равновесие на велосипеде.

 При езде на велосипеде очень важно сохранять равновесие. Это необходимо и при обычной езде, и при выполнении различных трюков на велосипеде, например, в триале. Вы должны научиться держать равновесие так, чтоб не тратить на это много сил, а это возможно, если вы знаете физические законы равновесия!

 Удачи и равновесия в жизни !

Другие страницы о Ваньке-встаньке, центре тяжести и равновесии: