Физика без учебника: рычаг Архимеда

Физика без учебника: рычаг Архимеда

Общество

— Представьте, что эта гиря — папа. Он большой. Как сделать так, чтобы поднять его было легче?

Именно с такого вопроса учитель физики школы №3 Виктория Васильевна Сагитова начала знакомить участников экскурсии с одним из самых известных законов механики.

Перед ребятами установка, напоминающая большие весы. На одном плече перекладины закреплена тяжёлая гиря, на другом — несколько цепей с ручками. Они находятся на разном расстоянии от точки опоры. Чтобы провести опыт, нужно выбрать одну из ручек и потянуть её вниз.

— Как думаете, за какую ручку легче тянуть — за ближайшую или самую дальнюю?

— За дальнюю! — почти хором отвечают дети.

— Хорошо, давайте проверим. Сначала возьмись за ближайшую.

Девочка тянет цепь, но гиря поднимается с трудом.

— Теперь попробуй самую дальнюю.

Она меняет ручку, и груз сразу становится заметно легче.

— Чувствуете разницу? — спрашивает Виктория Васильевна. — А ведь гиря не стала легче. Просто силу вы теперь прикладываете дальше от точки опоры. Чем длиннее плечо рычага, тем меньше усилий требуется.

Ребята по очереди повторяют опыт.

— Попробуйте все ручки, — предлагает учитель. — Тогда вы сами убедитесь, что закон работает одинаково каждый раз.

После того как все желающие испытали установку, Виктория Васильевна обращает внимание ещё на одну особенность.

— Но есть один важный момент. Если мы выигрываем в силе, то проигрываем в расстоянии. Посмотрите, дальнюю ручку приходится опускать гораздо ниже. В физике ничего не достаётся бесплатно.

Затем разговор переходит к истории открытия.

— Этот принцип более двух тысяч лет назад описал Архимед. Именно ему принадлежат слова: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю». Конечно, Землю перевернуть невозможно, но сам закон рычага работает и сегодня.

После этого учитель предлагает детям оглянуться вокруг.

— Где ещё встречается рычаг? Подумайте.

Ребята называют ножницы, плоскогубцы и лом.

— Всё верно, — продолжает Виктория Васильевна. — Сюда же можно добавить гвоздодёр, открывалку, гаечный ключ, секатор. Все эти инструменты работают по одному принципу. Рычаг помогает человеку выполнять тяжёлую работу, прикладывая гораздо меньше усилий.

Этот же принцип широко используется и в промышленности. Рычаги применяют в подъёмных кранах, лебёдках, прессах, погрузчиках, механизмах трубопроводной арматуры и другом оборудовании, где требуется поднимать и перемещать тяжёлые грузы.