Trabajo de laboratorio para determinar el centro de gravedad de una placa plana. (F7) LR

Apuntes de lecciones de física, grado 7

Tema: Determinación del centro de gravedad.

Profesor de Física, Escuela Secundaria No. 2 de Argayash

Khidiyatulina Z.A.

Trabajo de laboratorio:

"Determinación del centro de gravedad de una placa plana"

Objetivo : encontrar el centro de gravedad de una placa plana.

parte teorica:

Todos los cuerpos tienen un centro de gravedad. El centro de gravedad de un cuerpo es el punto relativo al cual el momento total de gravedad que actúa sobre el cuerpo es igual a cero. Por ejemplo, si cuelgas un objeto por su centro de gravedad, permanecerá en reposo. Es decir, su posición en el espacio no cambiará (no se pondrá boca abajo ni de lado). ¿Por qué algunos cuerpos se caen y otros no? Si traza una línea perpendicular al suelo desde el centro de gravedad del cuerpo, entonces si la línea va más allá de los límites del soporte del cuerpo, el cuerpo caerá. Cuanto mayor sea el área de apoyo, cuanto más cerca esté el centro de gravedad del cuerpo del punto central del área de apoyo y la línea central del centro de gravedad, más estable será la posición del cuerpo. . Por ejemplo, el centro de gravedad de la famosa Torre Inclinada de Pisa se encuentra a sólo dos metros del centro de su soporte. Y la caída se producirá sólo cuando esta desviación sea de unos 14 metros. El centro de gravedad del cuerpo humano se encuentra aproximadamente a 20,23 centímetros por debajo del ombligo. Una línea imaginaria trazada verticalmente desde el centro de gravedad pasa exactamente entre los pies. En el caso de un muñeco giratorio, el secreto también reside en el centro de gravedad del cuerpo. Su estabilidad se explica por el hecho de que el centro de gravedad del tambor está en la parte inferior; La condición para mantener el equilibrio corporal es pasar. eje vertical su centro general gravedad dentro del área de soporte del cuerpo. Si el centro de gravedad vertical del cuerpo sale de la zona de apoyo, el cuerpo pierde el equilibrio y cae. Por lo tanto, cuanto mayor es el área de apoyo, cuanto más cerca está el centro de gravedad del cuerpo del punto central del área de apoyo y la línea central del centro de gravedad, más estable es la posición del cuerpo será. El área de apoyo cuando una persona está en posición vertical está limitada por el espacio que hay debajo de las plantas y entre los pies. Punto central plomada El centro de gravedad del pie está a 5 cm por delante del tubérculo del talón. El tamaño sagital de la zona de apoyo siempre prevalece sobre el frontal, por lo que el desplazamiento de la línea vertical del centro de gravedad se produce más fácilmente hacia la derecha y hacia la izquierda que hacia atrás, y es especialmente difícil hacia adelante. En este sentido, la estabilidad al girar durante la carrera rápida es significativamente menor que en la dirección sagital (hacia adelante o hacia atrás). Un pie con zapatos, especialmente con tacón ancho y suela dura, es más estable que sin zapatos, ya que gana área grande soportes.

Parte practica:

Objeto del trabajo: Utilizando el equipo propuesto, encontrar experimentalmente la posición del centro de gravedad de dos figuras de cartón y un triángulo.

Equipo:Trípode, cartulina gruesa, triángulo de un kit escolar, regla, cinta adhesiva, hilo, lápiz...

Tarea 1: Determinar la posición del centro de gravedad. figura plana forma libre

Con unas tijeras, recorta una forma aleatoria de cartón. Sujete el hilo en el punto A con cinta adhesiva. Cuelgue la figura por el hilo en el pie del trípode. Con regla y lápiz, marca la línea vertical AB en el cartón.

Mueva el punto de unión del hilo a la posición C. Repita los pasos anteriores.

Punto O de la intersección de las líneas AB yCDDa la posición deseada del centro de gravedad de la figura.

Tarea 2: Usando solo una regla y un lápiz, encuentra la posición del centro de gravedad de una figura plana.

Usando un lápiz y una regla, divide la forma en dos rectángulos. Por construcción, encuentre las posiciones O1 y O2 de sus centros de gravedad. Es obvio que el centro de gravedad de toda la figura está sobre la recta O1O2.

Divide la figura en dos rectángulos de otra forma. Por construcción encuentre las posiciones de los centros de gravedad O3 y O4 de cada uno de ellos. Conecte los puntos O3 y O4 con una línea. El punto de intersección de las líneas O1O2 y O3O4 determina la posición del centro de gravedad de la figura.

Tarea 2: Determinar la posición del centro de gravedad del triángulo.

Con cinta adhesiva, asegure un extremo del hilo en la parte superior del triángulo y cuélguelo de la pata del trípode. Usando una regla, marque la dirección AB de la línea de gravedad (haga una marca en lado opuesto triángulo)

Repita un procedimiento similar, colgando el triángulo del vértice C. En opuesto al vértice Haz una marca en el lado del triángulo.D.

Usando cinta adhesiva, fije trozos de hilo AB yCD. El punto O de su intersección determina la posición del centro de gravedad del triángulo. EN en este caso el centro de gravedad de la figura está fuera del propio cuerpo.

III . Solución tareas de calidad

1.¿Con qué propósito los artistas de circo sostienen en sus manos postes pesados ​​cuando caminan sobre la cuerda floja?

2. ¿Por qué una persona que lleva una carga pesada sobre su espalda se inclina hacia adelante?

3. ¿Por qué no puedes levantarte de una silla a menos que inclines el cuerpo hacia adelante?

4.¿Por qué la grúa no se inclina hacia la carga que se está levantando? ¿Por qué sin carga la grúa no se inclina hacia el contrapeso?

5. ¿Por qué los coches, las bicicletas, etc. ¿Es mejor poner frenos en las ruedas traseras que en las delanteras?

6. ¿Por qué un camión cargado de heno vuelca más fácilmente que el mismo camión cargado de nieve?

Objetivos de la lección:

• educativo: Revelar el concepto del centro de gravedad del cuerpo, confirmar experimentalmente los conocimientos teóricos estudiados.
• desarrollo : desarrollar la capacidad de los estudiantes para trabajar en grupo, desarrollar la capacidad de observar e investigar.
• educativo: cultivar la curiosidad, la atención, la perseverancia y desarrollar una actitud solidaria hacia el equipo.

Tipo de lección: estudio de nuevo material, trabajo de laboratorio.

Equipo: computadora, proyector multimedia, pantalla, presentación, material didáctico, figuras de placa plana, taco de madera, regla, lápiz, trípode, suspensión.

Estructura de la lección:

1. Momento organizacional.
2. Contabilización del conocimiento.
3. Aprender material nuevo.
4. Minuto de educación física.
5. Realización de trabajos de laboratorio.
6. Resumiendo.
7. Tarea.

Progreso de la lección

1. Momento organizativo. Saludar a la clase, verificar que la clase esté preparada para la lección, comunicar el tema y los objetivos de la lección.

2. Contabilización del conocimiento.

En la última lección estudiamos el peso corporal y la fórmula de la gravedad. ¿Puedes responder la pregunta? ¿Estamos en lo cierto al decir que el peso corporal es de 50 kg?

Le sugiero que compruebe si ha entendido bien el material. Para hacer esto, ejecute la prueba. En la pantalla verás una pregunta y tres opciones de respuesta, elige la correcta. Tomen las hojas preparadas de sus escritorios y fírmenlas.

1. ¿Qué fuerza se llama peso?

a) la fuerza con la que la Tierra atrae los cuerpos hacia sí misma;

b) fuerza que surge de la deformación por tracción o compresión;

c) la fuerza con la que un cuerpo, por atracción de la Tierra, actúa sobre un soporte o suspensión.

2. El peso corporal está determinado por la fórmula:

a) Fcontrol =k ∆l;

b)Р=m g;

3. ¿Cómo se dirige el peso corporal?

A) verticalmente hacia abajo;

b) verticalmente hacia arriba;

c) a la derecha.

4. Se indica el peso corporal.

5. ¿Cuál es la masa aproximada de un cuerpo que pesa 120 N?

b)≈ 12 kilogramos;

Veo que esta tarea no les resultó difícil y todos entendieron bien el concepto de peso corporal y la fórmula de la gravedad.

3. Estudiar material nuevo.

Estudiar el movimiento de los cuerpos bajo la influencia. varias fuerzas, todavía no hemos prestado atención al hecho de que los cuerpos tienen tamaños, los consideramos puntos materiales. Esta simplificación es cierta si todos los puntos del cuerpo se mueven por igual, es decir si el cuerpo avanza. Es necesario averiguar en qué punto del cuerpo se debe aplicar la fuerza para que su movimiento sea verdaderamente traslacional.

Hagamos una demostración.

Tome una regla, coloque un hilo en su extremo y tire de él en una dirección perpendicular al eje de la regla. Ella se dará la vuelta. Con tal giro diferentes puntos los gobernantes pasan diferentes maneras y moverse con diferentes velocidades, es decir. sus movimientos no son los mismos y el gobernante no avanza. Cambiemos la dirección y tiremos a lo largo. La regla se mueve de manera que todos sus puntos tengan la misma velocidad y recorran los mismos caminos. Experiencias similares nos llevan a la conclusión de que en todo cuerpo hay un punto en el que se cruzan las direcciones de acción de las fuerzas que imparten al cuerpo. movimiento hacia adelante. Este punto se llama centro de masa.

Revisar las tarjetas didácticas. (Figura 1, 2)

Figura 1

Figura 2

¿Por qué necesitamos saber la posición del centro de masa? Si un cuerpo se mueve traslacionalmente bajo la influencia de una o más fuerzas, entonces esta fuerza o la resultante de todas las fuerzas pasa por el centro de masa del cuerpo. El centro de masa del cuerpo en este caso se mueve como si toda la masa del cuerpo estuviera concentrada en él y se le aplicaran todas las fuerzas que actúan sobre él. Por tanto, cuando vemos que un cuerpo se mueve en traslación, esto significa que la resultante de todas las fuerzas aplicadas al cuerpo pasa por su centro de masa. El centro de masa a menudo se denomina centro de gravedad de los cuerpos. Diapositiva 9-11, apéndice.

Centro de gravedad llamado el punto de aplicación de las fuerzas de gravedad resultantes que actúan sobre partes individuales del cuerpo. Para encontrar el centro de gravedad, debe colgar la figura varias veces (2-3 veces), uniendo el hilo colgante primero a un punto del cuerpo y luego a otro. El punto de intersección de los hilos de suspensión será el centro de gravedad deseado.

El estado de equilibrio del cuerpo depende de la posición del centro de gravedad. El equilibrio, en el que un cuerpo sacado de una posición de equilibrio regresa nuevamente a ella, se llama sostenible.

Equilibrio en el que un cuerpo sacado de su posición de equilibrio no regresa a ella. posición inicial, llamado inestable.

Trabajo de laboratorio. Determinación del centro de gravedad de una placa plana.

Orden de trabajo:

1. Con una aguja que se clava en el corcho, cuelga la placa y la plomada.
2. Con un lápiz afilado, marque una plomada en los bordes inferior y superior de la placa.
3. Después de quitar la placa, dibuje una línea que conecte los puntos marcados.
4. Repite el experimento colgando el plato en otro punto.
5. Asegúrese de que el punto de intersección de las líneas dibujadas sea el centro de gravedad de la placa.

6. Resumiendo.

7. Tarea. Diapositiva 21, aplicación.

1. § 10, 11 (material de lectura)

2. Encuentra centros de gravedad formas geométricas: cuadrado, triángulo, círculo.

Progreso del trabajo Cualquiera cuerpo real, que tiene dimensiones y masa finitas, puede considerarse como una colección de sus partes constituyentes. Cada una de estas partes se ve afectada individualmente por la gravedad. La fuerza de gravedad, que actúa sobre el cuerpo en su conjunto, es la resultante de estas fuerzas. El punto de aplicación de esta resultante suele denominarse centro de gravedad del cuerpo.

Tarea 1: Determine la posición del centro de gravedad de una figura plana de cualquier forma. Con unas tijeras, recorte una figura de cualquier forma de cartón. Sujete el hilo en el punto A con cinta adhesiva. Cuelgue la figura por el hilo en el pie del trípode. Con regla y lápiz, marca la línea vertical AB en el cartón.

Tarea 2: Usando solo una regla y un lápiz, encuentra la posición del centro de gravedad de una figura plana. Usando un lápiz y una regla, divide la figura en dos rectángulos. Por construcción, encuentre las posiciones O 1 y O 2 de sus centros de gravedad. Es obvio que el centro de gravedad de toda la figura está en la recta O 1 O 2

Tarea 2: Usando solo una regla y un lápiz, encuentra la posición del centro de gravedad de una figura plana Divide la figura en dos rectángulos de otra manera. Por construcción, encuentre las posiciones de los centros de gravedad O 3 y O 4 de cada uno de ellos. Conecte los puntos O 3 y O 4 con una línea. El punto de intersección de las líneas O 1 O 2 y O 3 O 4 determina la posición del centro de gravedad de la figura.

Tarea 3: Determinar la posición del centro de gravedad del triángulo. Con cinta adhesiva, asegure un extremo del hilo en la parte superior del triángulo y cuélguelo de la pata del trípode. Usando una regla, marque la dirección AB de la línea de gravedad (haga una marca en el lado opuesto del triángulo)

Tarea 3: Determinar la posición del centro de gravedad del triángulo. Repita el mismo procedimiento, colgando el triángulo por el vértice C. En el lado opuesto del vértice C del triángulo, haga una marca D. Usando cinta adhesiva, fije trozos de hilos AB y CD al triángulo. El punto O de su intersección determina la posición del centro de gravedad del triángulo. En este caso, el centro de gravedad de la figura está fuera del propio cuerpo.

Objeto del trabajo: Utilizando el equipo propuesto, encontrar experimentalmente la posición del centro de gravedad de dos figuras de cartón y un triángulo. Objeto del trabajo: Utilizando el equipo propuesto, encontrar experimentalmente la posición del centro de gravedad de dos figuras de cartón y un triángulo. Equipos y materiales: Trípode, cartulina gruesa, triángulo del material escolar, regla, cinta adhesiva, hilo, lápiz.

Progreso del trabajo Cualquier cuerpo real con dimensiones y masa finitas puede considerarse como un conjunto de sus partes constituyentes. Cada una de estas partes se ve afectada individualmente por la gravedad. La fuerza de gravedad, que actúa sobre el cuerpo en su conjunto, es la resultante de estas fuerzas. El punto de aplicación de esta resultante suele denominarse centro de gravedad del cuerpo.

Tarea 1: Determine la posición del centro de gravedad de una figura plana de cualquier forma. Con unas tijeras, recorte una figura de cualquier forma de cartón. Sujete el hilo en el punto A con cinta adhesiva. Cuelgue la figura por el hilo en el pie del trípode. Con regla y lápiz, marca la línea vertical AB en el cartón. .

Tarea 2: Usando solo una regla y un lápiz, encuentra la posición del centro de gravedad de una figura plana. Usando un lápiz y una regla, divide la figura en dos rectángulos. Por construcción, encuentre las posiciones O1 y O2 de sus centros de gravedad. Es obvio que el centro de gravedad de toda la figura está sobre la recta O1O2.

Tarea 2: Usando solo una regla y un lápiz, encuentra la posición del centro de gravedad de una figura plana Divide la figura en dos rectángulos de otra manera. Por construcción encuentre las posiciones de los centros de gravedad O3 y O4 de cada uno de ellos. Conecte los puntos O3 y O4 con una línea. El punto de intersección de las líneas O1O2 y O3O4 determina la posición del centro de gravedad de la figura.

Tarea 3: Determinar la posición del centro de gravedad del triángulo. Con cinta adhesiva, asegure un extremo del hilo en la parte superior del triángulo y cuélguelo de la pata del trípode. Usando una regla, marque la dirección AB de la línea de gravedad (haga una marca en el lado opuesto del triángulo)

Tarea 3: Determinar la posición del centro de gravedad del triángulo. Repita el mismo procedimiento, colgando el triángulo por el vértice C. En el lado opuesto del vértice C del triángulo, haga una marca D. Usando cinta adhesiva, fije trozos de hilos AB y CD al triángulo. El punto O de su intersección determina la posición del centro de gravedad del triángulo. En este caso, el centro de gravedad de la figura está fuera del propio cuerpo.

El trabajo se puede utilizar para lecciones e informes sobre el tema "Física".

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orden de trabajo
1. Sujete el tope en el pie del trípode en posición horizontal.
2. Usando un alfiler que se clava en el corcho, cuelgue la placa y la plomada.
3. Con un lápiz afilado, marque la plomada en los bordes inferior y superior de la placa.
4. Después de quitar la placa, dibuje una línea que conecte los puntos marcados.
5. Repetir el experimento, colgando el plato en otro punto.
6. Asegúrese de que el punto de intersección de las líneas dibujadas sea el centro de gravedad de la placa.