Что такое рычаг детям
Сказка про рычаг
Для закрепления понятия рычага после наблюдений и опытов следует сказка)
Шел медведь по лесу и вдруг смотрит, два зайца на поляне с какой-то странной штуковиной возятся, а рядом горка орехов лежит.
Подошел мишка поближе посмотреть.
— Что это вы такое делаете? — спрашивает он у зайцев.
— Орехи колем, дядя Миша. — хором ответили зайцы.
— А что за штука у вас интересная?
— Это щипцы для орехов. Просто так орех расколоть мы не можем, сил не хватает. А щипцы нам помогают. Получается по правилу рычага: Мы прикладываем нашу маленькую силу к длинным ручкам щипцов, а с другой стороны, у коротких зажимов получается большая сила. Она и орех колет.
Вот какая нужная вещь — рычаг!
— Это для вас слабаков он нужная вещь — передразнил медведь зайцев, — а я и без всяких там рычагов справлюсь.
И медведь смеясь переколол все орехи лапами и пошел дальше. Он шел на болото, чтобы полакомиться сладкими ягодами брусники.
— Ага, вон они, ягодки, — обрадовался мишка, увидев недалеко от края болота ягоды, — сейчас я до вас доберусь!
Он сделал несколько больших прыжков, перепрыгивая с камешка на камешек. Ягоды были уже совсем близко, как вдруг мишка поскользнулся, шлепнулся в болото и стал тонуть.
— Ой, помогите! Тону! — заревел он во все горло.
Зайчики, которые недалеко собирали поколотые медведем орехи, прибежали на шум.
— Завите кого посильнее! — ревел медведь, — вам не справиться!
— Пока мы будем звать кого-то, будет уже поздно, — проговорил один заяц. Мы сами тебя вытащим. Не шевелись.
Зайцы подтащили длинную крепкую палку, валявшуюся поблизости. Потом они протянули один конец палки медведю через камень, с которого тот соскользнул. Получился рычаг:
Точка опоры — камень, короткое плечо рычага — у медведя, длинно плечо рычага — у зайцев.
— Раз, два,три! — и зайцы дружно прыгнули на свой конец палки — рычага.
Палка под действием на нее силы пошла вниз, а короткий конец с медведем вверх!
— Ура! — закричали зайцы и мишка хором.
Передние лапы медведя и почти все туловище освободились, он ухватился за камень и высвободил задние ноги.
— Уф, ну и страху я натерпелся, — сказал он прыгнув на берег, — спасибо вам зайцы. Я смеялся над вами, а теперь вижу, что рычаг — это действительно очень нужная вещь. Особенно в умелых руках!
Занятие на тему «Рычаг» для дошкольников
Здравствуйте, уважаемые читатели моего сайта. Сегодня я расскажу вам о моём занятии с детьми на тему «Рычаг и простые механизмы». Такое страшное название, но на самом деле было всё просто и интересно. Помните, совсем недавно мы с вами играли с рычагом в проекте «Играем в физику«? А вот теперь я и на занятиях с ребятами поиграла с ним.
Начать я всё пытаюсь с теории, но, видимо, дошкольникам это всё-таки пока не нужно. Поэтому я сомневаюсь, что виды простых механизмов и их структуру кто-то запомнил)
Но дальше пошло лучше. Когда мы перешли ко взвешиванию на самодельных рычажных весах (эх, жалко, что пока настоящих у меня нет), заинтересовались все.
Телефон легче тапка, но на рычаге можно их уравновесить. И получится, что телефон даже может перетянуть весы в свою сторону, но мы же знаем, что он легче!
А два тапка уравновесить телефоном можно? Тут уже пошли самостоятельные исследования ребят, пробы того, другого. И именно об этом опыте они потом рассказывали пришедшим родителям.
А где рычаг встречается нам в жизни кроме весов? Называли дверь (молодцы), ножницы, молоток и т.д.
Я приносила с собой много бытовых рычагов из дома, вон они на фотографии видны. Мы забивали деревянным молотком гвозди, пробовали есть ложкой без ручки…
Следующим простым механизмом была наклонная поверхность. Оказывается такая простая штука, обычная горка, а тоже механизм. Ведь затащить или закатить груз по наклонной поверхности гораздо легче, чем просто поднять.
Об этом ребята, конечно, знали интуитивно и раньше, но как-то не думали. Теперь знают научно и логически)
Вот о катапульте я говорить не хотела, хотя это тоже рычаг. Вряд ли родители за это спасибо скажут, но так само получилось. Ребята сами изобрели катапульту)
Играем в физику. Рычаг.
Первое понятие, которое я предлагаю вам с ребенком изучить и обыграть в рамках проекта «Играем в физику«, это понятие РЫЧАГ.
Просто потому, что мы его с Сеней уже хорошо прошли и обыграли, так что я могу это занятие привести, как пример. И сказку сочинили, и сценку по ней поставили, и опыт провели.
Хотя нужно, конечно, еще что-нибудь добавить. Скоро будет) И идейки из интернета я вам скоро подкину. начинайте придумывать…
Может, вы расскажите ребенку о рычаге на примере Архимеда, который хотел перевернуть Землю) А может сделаете поделку или напишите стих?
Знакомиться с рычагом продлится до 19 марта.
20 марта будет выбран победитель. А с 21 марта начнется знакомство и игры с другим физическим понятием.)
Спонсоры и призы первого этапа:
Один человек, выбранный рандомом, получит электронное методическое пособие “Пишем сценарий детского тематического праздника” Юлии Луговской.
Я себе покупала. Методичка мне очень нравится. По ней же можно сочинить любой праздник, и даже физический)
А второй человек, тоже выбранный рандомом (ну, не могу я такое на себя взять), получит «Познавательный набор — Магниты» от магазина «Я Узнаю Мир»
Ну почему я не могу сама в своем проекте поучаствовать) В наборе и обычные магниты разной формы, и электромагниты, и…, чего там только нет.
Техническая часть:
1. Вы играете с ребенок, объясняя ему понятие РЫЧАГ, пишите о вашем занятии-игре статью с активной ссылкой на проект «Играем в физику».
2. Добавляете ссылку на ваши научные игры в линки, под этой статьей.
3. У кого нет блога и странички в соц.сети, можете статью мне на почту mascha150383@mail.ru прислать, я здесь на сайте опубликую.
4. Буду рада, если вы баннер проекта у себя поставите и анонс в соц. сетях разместите, понажимав по кнопкам под статьей)
5. Старые работы тоже могут участвовать, если ссылку добавите.
Чтобы добавить линки надо:
1. Нажать на кнопку с синим зверьком и автоматически перейти на страничку коллекции.
2. Нажать на кнопочку add you link
— в окошко URL вставляете то, что у вас в адресной строке написано (имя статьи)
— название статьи и почту в двух других окошках.
— нажимаете Next step!
— Link предложит вам выбрать одну из картинок вашей статьи, которая будет видна всем, кто просматривает коллекцию. Выбираете.
— нажимаете submit link
Через несколько секунд в галерею загрузится ссылка на вашу работу.
Все фотографии работ участников можно будет также посмотреть в галерее на Pinterest. Кликнув там на картинку, вы тут же попадете на статью участника.
Что такое рычаг?
«Что такое рычаг» — спросил сегодня Сеня, чем и поставил меня в тупик.
Рычаг (википедия) — простейшее механическое устройство, представляющее собой твёрдое тело (перекладину), вращающееся вокруг точки опоры. Стороны перекладины по бокам от точки опоры называются плечами рычага. Рычаг используется для получения большего усилия на коротком плече с помощью меньшего усилия на длинном плече (или для получения большего перемещения на длинном плече с помощью меньшего перемещения на коротком плече). Сделав плечо рычага достаточно длинным, теоретически, можно развить любое усилие. Материал 7-го класса. Все элементарно.
Но как это объяснить малышу трех лет? Тут только опыт.
Соорудим простейший рычаг, положив длинную палку на кубик, и испытаем на деле.
Сначала я предложила Сене поднять коробку с книжками. Он попробовал и сознался, что не может, что слишком тяжело. Потом попробовали приподнять ее с помощью рычага из длинной палки и кубика.
Значит, на рычаге мы можем малой силой (Сениной) уравновесить большую коробку, если приложим нашу маленькую силу к большому, длинному плечу рычага
Рычаги окружают нас в быту повсюду. Это ножницы, плоскогубцы, клавиши пианино, весы, ручка на двери — все это примеры рычагов. Рычаги встречаются также в разных частях тела животных и человека. Это конечности, челюсти(но об этом пока с малышом не будем). А вот на щипцы для орехов посмотрим и попробуем ими расколоть орех. А предварительно попытаемся раздавить его просто так, руками. Руками естественно не получилось, а щипцами, по крайней мере у меня, легко.
Ведь в основе щипцов тоже лежит рычаг. Малое плечо рычага у самого ореха, а длинное у нас в руках — это ручки. Были бы они еще длиннее, и Сеня смог бы раздавить орех:)
Оказывается рычаги везде вокруг нас, и не только в физическом мире, но и в психологическом. Вот, например, наткнулась в интернете на рассказ о финансовых, человеческих и психологических рычагах. Если не обращать внимание на рекламу, то довольно занятно, и в принципе правильно, написано)
И напоследок мультик про фиксиков и рычаги)
Конспект занятия Лего «Рычаг»
На данном уроке речь пойдет о простых механизмах.
Простые механизмы – это устройства, с помощью которых работа совершается только за счет механической энергии. Нас окружают устройства, работающие за счет электроэнергии (см. рис. 1), но не всегда так было.
Рис. 1. Чайник, работающий за счет электроэнергии
Раньше всю работу можно было выполнить фактически руками, или с помощью животных, за счет ветра или течения воды (мельницы), то есть за счет механической энергии (см. рис. 2).
Рис. 2. Давние простые механизмы
И помогают в этом, облегчают выполнение работы, простые механизмы.
Наши силы ограничены, и это проблема. Мы, например, не можем за один раз поднять и перенести с одного места на другое тонну кирпичей. Зато мы можем потратить больше времени, пройти большее расстояние туда-сюда и перенести кирпичи по четыре за один подход, или сколько сможем унести. Как быть с шурупом, который нужно вкрутить в дерево? Вкрутить его голыми руками мы не можем. Вкрутить его по кусочку, как гору кирпичей по кирпичику, тоже нельзя. Нужно использовать механизм, отвертку. С ней нам приходится прокрутить шуруп на несколько оборотов, чтобы он вошёл в дерево хотя бы на сантиметр. Но зато это несравненно легче, чем руками.
Рассмотрим такой простой механизм, как, например, лопата. Конечно, она облегчает выполнение работы, с ней намного легче копать землю, чем руками. Мы воткнули лопату в землю. Чтобы поднять ком земли, нужно надавить на черенок. Где вы будете давить, чтобы было легче? Опыт подсказывает, что надо надавить, то есть приложить силу, поближе к концу черенка (см. рис. 3).
Рис. 3. Выбор точки приложения силы
Попробуйте приложить силу ближе к полотну лопаты, поднять ком земли станет намного тяжелее. Прикладывая прежнюю силу, вы уже ничего не поднимете. Именно поэтому лопаты с коротким черенком, например саперные, делаются с маленьким полотном: много земли с коротким черенком все равно не поднимешь.
Лопата представляет собой рычаг. Рычаг – это твердое тело, имеющее неподвижную ось вращения (чаще всего это точка опоры или подвеса). На него действуют силы, которые стремятся повернуть его вокруг оси вращения. У лопаты ось вращения – это точка опоры на верхнем краю ямки (см. рис. 4).
Рис. 4. Ось вращения лопаты
На полотно лопаты с некоторой силой действует комок земли, который мы поднимаем, а на черенок, с меньшей силой, – наши руки (см. рис. 5).
Рис. 5. Действие сил
Качели-балансир
Рассмотрим другой пример: все катались на качелях-балансире (см. рис. 6).
Рис. 6. Качели-балансир
Это тоже рычаг: есть неподвижная ось вращения, вокруг которой качели вращаются под действием сил тяжести детей.
Чтобы перевесить своего друга, сидящего на противоположном сидении, поднять его, вы сядете на самый край качели. Если сядете ближе к опоре качели, можете не перевесить. Тогда нужно на ваше место посадить кого-то взрослого и тяжелого (см. рис. 7).
Рис. 7. Приложенная сила должна быть больше, чем на краю
В такой точке приложения силы нужна большая сила, чем когда сила прикладывалась к краю качели (см. рис. 8).
Рис. 8. Приложение сил
Рычаг
Как вы уже заметили, чем дальше от точки опоры мы приложим силу, тем меньшая нужна сила для совершения одной и той же работы. Причем сила нужна во столько же раз меньшая, во сколько раз больше плечо рычага. Плечо рычага – это расстояние от точки опоры или подвеса рычага до точки приложения силы (см. рис. 9).
Рис. 9. Плечо рычага и сила
Силы будем прикладывать перпендикулярно рычагу.
Направление силы, действующей на рычаг
В каком направлении вы будете действовать на лопату, чтобы поднять землю? Вы приложите силу к лопате так, чтобы она оборачивалась вокруг точки опоры, то есть перпендикулярно черенку (см. рис. 10).
Рис. 10. Направление силы
Если вы будете действовать вдоль черенка, землю это не поднимет, вы разве что вытащите лопату из земли или воткнете ее глубже. Если вы будете давить на черенок под углом, силу можно представить как сумму двух сил: вы давите перпендикулярно черенку и одновременно толкаете или тащите вдоль черенка (см. рис. 11).
Работа с лопатой
Мы рассмотрели, как лопата позволяет нам легче копать землю. Она опирается на край образовавшейся ямки в земле, это будет осью ее вращения. Вес земли приложен к короткому плечу рычага, мы руками прикладываем силу к длинному плечу рычага (см. рис. 14).
Рис. 14. Приложение сил к лопате
Причем во сколько раз отличаются плечи рычага, во столько же раз отличаются силы, приложенные к этим плечам.
Итак, мы приподняли ком земли, но дальше нужно взять лопату двумя руками, поднять ее полностью и перенести землю. Где мы возьмемся за черенок лопаты второй рукой? Всё просто, когда мы уже знаем принцип работы рычага. Вторая рука станет новой опорой рычага. Она должна быть расположена так, чтобы снова дать выигрыш в силе, она должна снова разделить рычаг на короткое и длинное плечи. Поэтому мы возьмем лопату как можно ближе к полотну лопаты. Попробуйте поднять лопату, взявшись обеими руками за край – у вас может ничего не получиться даже с пустой лопатой.
Принцип, по которому работает рычаг, используется очень часто. Например, плоскогубцы – рычаг первого рода (см. рис. 15). Мы действуем на ручки плоскогубцев с силой , а плоскогубцы действуют на кусок проволоки, трубку или гайку с силой
, по модулю намного большей, чем
. Во столько раз большей, во сколько раз
больше
:
Рис. 15. Пример рычага первого рода
Рис. 16. Пример рычага второго рода
Во сколько раз больше, чем
? Во столько же, во сколько раз
больше, чем
:
Выигрыш в силе можно получить огромный, мы ограничены разве что длиной рычага и его прочностью.
Рычаги, которые используются «наоборот»
Не всегда рычаги используются для того, чтобы совершать работу, прикладывая меньшую силу. Иногда важно выиграть в перемещении, даже если при этом приходится прикладывать бόльшую силу. Так делает рыбак, которому нужно вытащить рыбу, переместить ее на большое расстояние. При этом он использует удочку как рычаг, прикладывая силу к ее короткому плечу (см. рис. 22).
Рис. 22. Использование удочки
Рычагом является и наша рука. Мышцы руки сокращаются, и рука сгибается в локте. При этом она может поднять какой-нибудь груз, совершить работу. При этом на кости предплечья действуют с некоторыми силами мышцы и груз (см. рис. 23).
Рис. 23. Наша рука – рычаг
Ось вращения предплечья – локтевой сустав. Из таких рычагов состоит весь наш опорно-двигательный аппарат. И сам термин «плечо рычага» назван так по аналогии с плечом одного из рычагов в нашем теле – руки.
Мышцы так устроены, что они при сокращении не могут укорачиваться на те полметра, на которые нам нужно поднять, например, чашку с чаем. Нужно выиграть в перемещении, поэтому мышцы крепятся ближе к суставу, к меньшему плечу рычага. При этом нужно приложить бόльшую силу, но для мышц это не проблема.