VY_52_INOVACE_2NOV41. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 9.

Transkript

1 VY_52_INOVACE_2NOV41 Autor: Mgr. Jakub Novák Datum: Ročník: 9. Vzdělávací oblast: Člověk a příroda Vzdělávací obor: Fyzika Tematický okruh: Pohyb těles, síly Téma: Páka Metodický list: Žáci si připomenou princip funkce páky a prakticky ověří podmínku rovnováhy páky Laboratorní práce odpovídá jedné vyučovací hodině. Žáci pracují ve skupinách po dvou. Při práci využijí žákovskou stavebnici Mechanika. Výuka probíhá frontálně za dodržení všech bezpečnostních zásad podle přiloženého pracovního postupu. Žáci průběžně s pomocí vyučujícího vyplňují přiložený pracovní list, který odevzdají ke kontrole na konci hodiny. Nejprve si v části zvané příprava připomenou vý veličiny moment síly, podmínku pro rovnováhu páky a vý tíhové síly. Do pracovního listu vyplní příslušné vzorce. Poté ze stavebnice mechanika sestaví model páky a připraví si cca 10 o hmotnosti 50 g opatřených na obou stranách háčky. Žáci sestaví model páky a zavěšují na obě strany páky různé počty do různých vzdáleností od osy otáčení tak, aby páka byla v rovnováze. Pokud se žákům samostatně nedaří takové kombinace nalézt, může jim vyučující například určit počty, případně jejich umístění na jedné straně, a žáci pak pouze posouvají zavěšení na druhé straně. Do tabulky pro každou nalezenou rovnovážnou polohu zaznamenají počty na obou stranách páky a jejich vzdálenost od osy otáčení neboli rameno páky. Tímto způsobem se pokusí zaplnit celou tabulku (12 rovnovážných poloh). Žáci by měli poznat a pochopit princip, že ramena sil (tedy vzdálenosti od osy otáčení) jsou v opačném poměru než počty. Po vyplnění tabulky žáci pomocí kalkulačky vypočítají velikosti sil (1 0,5 N), působících na obou stranách páky, a velikosti příslušných momentů sil. Jejich porovnáním na levé a pravé straně ověří podmínku rovnováhy páky, která říká, že by se příslušné momenty měly rovnat. Pracovní postup: Sestavte model páky a zavěšujte na obě strany různé počty do různých vzdáleností od osy otáčení tak, aby páka byla vždy v rovnováze. Pro každou takovou polohu zaznamenejte do tabulky počty a jejich vzdálenost od osy otáčení na levé i pravé straně páky. Vypočítejte nejprve velikosti sil působících na každé straně páky (tíhové síly působící na ) a poté velikosti příslušných momentů sil. Porovnáním momentů sil vpravo a vlevo ověřte podmínku rovnováhy páky. Veškerý obsah materiálu je vlastní tvorbou autora.

2 LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: ZŠ Schulzovy sady Datum: Zadání: Ověřte platnost podmínky pro rovnováhu páky. Příprava: 1. Vztah pro vý momentu síly: 2. Podmínka rovnováhy páky: 3. Vztah pro vý tíhové síly: Pomůcky:... Provedení: Pomocí stavebnice Mechanika jsme sestavili model páky. Potom jsme na obě strany páky do různých vzdáleností od osy otáčení páky zavěšovali různé počty tak, aby páka byla v rovnováze. Počty a jejich vzdálenost od osy (rameno síly) jsme zaznamenávali do tabulky. Pro obě působící síly jsme vypočítali jejich momenty a jejich porovnáním ověřili podmínku pro rovnováhu páky.

3 Naměřené hodnoty: Hmotnost jednoho je m =.. číslo měření vlevo F 1 /N r 1 /m M 1 /N.m vpravo F 2 /N r 2 /m M 2 /N.m Závěr:

4 LABORATORNÍ PRÁCE Jméno: Třída: Škola: ZŠ Schulzovy sady Datum: Zadání: Ověřte platnost podmínky pro rovnováhu páky. Příprava: 1. Vztah pro vý momentu síly: M = F. r 2. Podmínka rovnováhy páky: M 1 = M 2 tedy po dosazení F 1.r 1 = F 2.r 2 3. Vztah pro vý tíhové síly: F G = m. g Pomůcky: Souprava pro žákovské pokusy Mechanika.... Provedení: Pomocí stavebnice Mechanika jsme sestavili model páky. Potom jsme na obě strany páky do různých vzdáleností od osy otáčení páky zavěšovali různé počty tak, aby páka byla v rovnováze. Počty a jejich vzdálenost od osy (rameno síly) jsme zaznamenávali do tabulky. Pro obě působící síly jsme vypočítali jejich momenty a jejich porovnáním ověřili podmínku pro rovnováhu páky.

5 Naměřené hodnoty: Hmotnost jednoho je m = 50 g číslo měření vlevo F 1 /N r 1 /m M 1 /N.m vpravo F 2 /N r 2 /m M 2 /N.m 1 1 0,5 0,12 0,06 3 1,5 0,04 0, ,2 0,2 5 2,5 0,08 0, ,02 0,04 1 0,5 0,08 0, ,12 0,24 3 1,5 0,16 0, ,5 0,02 0,07 1 0,5 0,14 0, ,5 0,2 0,3 5 2,5 0,12 0, ,06 0,24 3 1,5 0,16 0, ,14 0,14 7 3,5 0,04 0, ,1 0,2 5 2,5 0,08 0, ,5 0,14 0,21 7 3,5 0,06 0, ,06 0, ,18 0, ,5 0,04 0,1 1 0,5 0,2 0,1 Závěr: Měření potvrdilo platnost podmínky pro rovnováhu páky. V každé zaznamenané rovnovážné poloze byly velikosti momentů sil na levé a pravé straně rovny.