Навчальна мета: ознайомити учнів з видами простих механізмів, поняттям точки опори, лінії дії сили, плеча сили, моменту сили, з правилом моментів, «золотим правилом» механіки.

1. Тема. Машини й механізми. Прості механізми. Момент сили. Умови
рівноваги важеля. «Золотеправило» механіки.
Навчальна мета: ознайомитиучнів з видами простихмеханізмів, поняттям
точки опори, лінії дії сили, плеча сили, моменту сили, з правилом моментів,
«золотим правилом» механіки.
Розвивальнамета: розвиватинавички роботив групах; розвиватилогічне
мислення, мовлення, навички відповідних обчислень.
Виховна мета: виховувати інтерес до предмет, охайність ведення записів,
ретельність при виконанні дослідів, відповідальність, спостережливість,
інтерес до самонавчання, вміння самостійно знаходитиінформацію.
Обладнання:ноутбук,рухомийблок,похила площина,лінійка,дерев’яний
брусок,набір тягарців,динамометр
Хід уроку
І.Організаційний момент
На попередньомууроці учні були розподілені по групам,отримализавдання
І група - «Кінооператори»(підготували відео фрагменти(знайшли в
Інтернеті));
ІІ група - «Теоретики-історики» (результатом роботиє презентація);
ІІІ група - «Дослідники» (результатом є дослід);
ІV група - «Практики» (підбір задач).
ІІ. Актуалізація опорних знань
Сьогоднішній наший урок розпочнемо з перевірки домашнього завдання.
1.Усні вправи: зробити перетворення 400Дж = … кДЖ
6,7 МДж = …Дж; 256,5 гДж=… Дж; 45 кДж =…Дж
2.Поставити у відповідність і дати визначення кожної з величин.
А
𝒎𝝊 𝟐
𝟐
Ек F S Дж
𝚴 A/ t Вт
Еп m g h
ІІІ. Мотивація навчальної діяльності
ІІ група - «Теоретики-історики»
Заочна мандрівка у минуле.

2. - Ми живемо у ХХІ столітті – в часі прогресуі розвитку. Ще не винайдено
вічного двигуна, тому у вас все попереду і наше майбутнє у ваших руках.
Над винайденням вічного двигуна працювали з давніх давен. Тисячоліття
тому назад люди використовуваливсіроботиза допомогою силисвоїх
м’язів. З часом вони винайшли різні механізми, щоб полегшити свою працю.
Люди переконалися в тому, що набагато легше пересувати вантажі,
перекочуючиїх на котках. На основіцього вонивинайшли колесо. Згодом
винайшли новий механізм. Важіль - найпростіший механізм, яким людина
користувалася протягом тисяч років. Зображення важеля можна знайти на
скелях і в папірусах давніх народів, на стінах стародавніх храмів Китаю, Індії
тощо. Спочаткулюдина винайшла простімеханізми, які полегшували роботу,
а згодом перейшла до створення складних механізмів, які почали називатися
машинами. Сам термін «машина» з’явивсяу Франції у 18ст. Сучасна людина
не уявляє своєжиття без механізмів. Тому тема, яку ми вивчаємо, буде
цікавою і корисноюдля вашого життя. Сподіваюся, що знання з цієї теми вам
знадобляться в подальшому житті.
ІV. Повідомлення теми і мети уроку
V. Сприймання нових знань
ІІ група - «Теоретики-історики»
Сьогодніми почнемо вивчення простихмеханізмів з найпоширенішого з них
— важеля.
Важіль — тверде тіло, що має вісь обертання або точку опори, навколо якої
він може обертатися під дією сил.
Отже, основнимихарактеристикамиє:
точка опори
плече сили — найменша відстань від осіобертання до лінії дії сили.
Умовно розділяють на важелі першого родуі важелі другого роду.
Прості механізми:
- колесо,
- важіль,
- блоки (нерухомий і рухомий),
- гвинт,
- клин,
- похила площина.
Презентація(про кожен простиймеханізм)
Момент сили — фізична величина, яка дорівнює добутку сили, що діє
на тіло, на плече сили.
Момент сили позначають символом М і обчислюють за формулою
М - Fl, де F - сила, яка діє на тіло; l — плече цієї сили.
Одиницею моменту сили в СІ є ньютон на метр (Н·м). Сила 1 Н
створює момент сили 1 Н·м, якщо її плече дорівнює 1 м.

3. У фізиці прийнято: якщо сила обертає або намагається обертати
тіло проти ходу годинникової стрілки, то момент сили має додатне
значення, а якщо за ходом годинникової стрілки — від'ємне значення. Так
момент сили F1 має додатне значення, а момент сили F2 — від'ємне.
Висновок: Важіль перебуває в рівновазі в тому випадку, якщо плечі
діючих на нього сил обернено пропорційні силам.
Дійсно, важіль дає виграш у силі. Це і є правилом рівноваги важеля.
Уперше його вивів Архімед. Дану пропорційну залежність можна
представити у вигляді:
М1+М2+...+Мn=0
"Золоте правило механіки" для простих механізмів: жоден простий
механізм не дає виграшу в роботі. У скільки разів виграємо в силі, у стільки
ж разів виграємо у шляху. Розглянемо це на прикладі.
І група - «Кінооператори»
https://www.youtube.com/watch?v=JxQvVmEngdk
«Бібігон представляє»(проважіль)
https://www.youtube.com/watch?v=L0xSPwSyjmg
Клин і гвинт
https://www.youtube.com/watch?v=B0y_wwbBcPU
Блок і коловорот
https://www.youtube.com/watch?v=hygAiSEue0g
Архімедова лопата
VІ. Практична робота
ІІІ група - «Дослідники»
Дослід 1(із важелем)
Спочатку на демонстраційному важелі підвісити по одному
однаковому вантажу праворуч і ліворуч. Пересуваючи їх відносно осі
обертання, учні повинні переконатися, що важіль перебуватиме в рівновазі,
якщо вантажі будуть розташовані на однаковій відстані від цієї осі.
Висновок: якщо сили, що діють на важіль, однакові, то плечі сил також
однакові. Виграшу в силі немає.
Ставиться запитання класу: «Як ви думаєте, чи можна за допомогою
важеля зрівноважити вагу чотирьохвантажів вагою двох таких же вантажів?»

4. Учні висувають свої припущення. Після цього кожній групі дається
завдання: на навчальномуважелі ліворуч підвісити 4 вантажі, а праворуч — 2
вантажі й, пересуваючи їх, досягти того, щоб важіль перебував у рівновазі.
F1 = gm, ≈ 10 Н/м  0,1 кг ≈ 1 Н
𝐹1
𝐹2
=
𝑙2
𝑙1
;
F1l1 = F2l2;
М1 = М2/
де М- момент сили (Н • м).
Дослід 2 ( з рухомим блоком)
- Закріпимо кінець нитки на гачку динамометраі підвісимо до неї тягарець
масою0,1 кг. Почнемо рівномірно його піднімати вгору. Динамометр
покаже, що до нитки прикладена сила 0,98 Н. Піднімемо вантаж на висоту
0,25 м і розрахуємо роботу, яка буде при цьому виконана:
А = 0,98 Η • 0,25 м = 0,245 Дж.
Кінець нитки закріпимо нерухомо в штативі і пропустимо її через рухомий
блок, до якого підвішений вантаж масою 0,1 кг.
До вільного кінця нитки прикріпимо динамометр і відмітимо на лінійці
положення точки приєднання динамометра. Рівномірно підніматимемо
динамометр доти, докивантаж також підійметься на висоту0,25 м.
Динамометр при цьому буде показувати силу 0,49 Н, але шлях, який пройшла
точка приєднання динамометра, дорівнюватиме 0,5 м. А виконана роботав
цьому випадку А=0,49 Η • 0,5 м = 0,245 Дж.
Проаналізувавши результати експерименту, можна зробитивисновок,що
використавширухомий блок, ми дістали виграш у силі в 2 рази, але програли
у шляху, на якому діяла ця сила, також у 2 рази. Роботаж виявилася
однаковоюі в першому, і в другомувипадках.
Дослід 3 (з похилою площиною)
- Кінець дошки закріпіть в лапці штатива так, щоб вона утворювала кут
15...20° з горизонтом. Виміряйте довжинудошки і висоту закріпленого кінця
дошки над поверхнею стола. Виміряйте вагу дерев'яного бруска.
Навантаживши брусокважком масою 100 г, покладіть його на дошку. До
брускаприєднайте динамометр і почніть його тягти рівномірно вгору
похилою площиною, стежачи за показами динамометра.
- Отже, піднімати вантаж із застосуванням рухомого блоказначно легше, ніж
без нього. Але шлях, на якому діятиме сила, буде відповідно більшим.
Жодного виграшув роботіблок не дав. Подібне можна спостерігати і при
використанніважеля або похилої площини. Така закономірність була
помічена вченими ще в античні часи і виражена в «золотомуправилі»
механіки.

5. VІІ. Закріплення вивченого матеріалу
ІV група - «Практики» (підбір задач)
1.Чомув кусачкахдовгіручкиікороткілеза, ав ножицяхдля розрізання паперу
та тканини ні? (демонструються ножиці для паперуізакройні, зауважується, що
вонипрактичноє рівноплечим важелем).
2. Яклегше різати картон: помістити його ближче до середини ножиць чи до
країв?
3. Чому дверніручки ніхто не кріпить посередині дверей або біля їх петель?
(учні, що дають відповіді, показують вісь обертання і плечі прикладених сил
на прикладі дверей фізкабінету).
4.А тепер всі візьміть в руки по сірнику, що лежить у вас на парті.
Переломіть його навпіл. Половинку ще навпіл і т. д. Що відчуваєте?
Поясніть.
VІІІ. Підсумки
Сьогодніна уроці ми ще раз згадали простімеханізми, зрозуміли, що щоден
з них не дає виграшу в роботі, бо такі закониприроди, і ми не в силах їх
змінити. Така закономірність була помічена вченими ще в античні часиі
виражена в «золотомуправилі» механіки, яке було сьогоднісформульоване.
Фізичний диктант(вірно-невірно)
1.Важіль це м`яке тіло, яке може обертатися навколо нерухомої опори.
2. Перпендикуляр, проведенийз точкиопорина лінію дії сили називається
плечем сили
3.Умову рівновагу важеля першим встановив Галілей.
4. Момент сили дорівнює добутку сили на плече.
5.Якщо важіль обертається загодинниковою стрілкою, момент сили має
додатне значення
6.Якщо сили спрямованів один бік і плечі важеля знаходяться по різні
сторонивід точки опори, то це важіль другого роду.
7.Дерево – це приклад важеля першого роду.
8.Сила, що діє на тягарці – це сила пружності.
9.Якщо важіль знаходиться у стані рівноваги, то сумарний момент сил =0.
10.Терези – це приклад важеля ІІ роду.
11.Якщо важіль повертається протиходу годинниковоїстрілки – момент
сили має від’ємне значення.
12.Якщо сили спрямованів протилежні сторони, аплечі знаходяться по один
бік від точкиопори – то це важіль другого роду.
Х.Домашнє завдання.
1. Опрацювати параграфи

6. 2. Навести приклади використання важелів у побуті, природі та
промисловості.