Travaux de laboratoire déterminant le centre de gravité d'une plaque plate. (F7) LR

Notes de cours de physique, 7e année

Sujet : Détermination du centre de gravité

Professeur de physique, école secondaire Argayash n°2

Khidiyatulina Z.A.

Travaux de laboratoire:

"Détermination du centre de gravité d'une plaque plane"

Cible : trouver le centre de gravité d'une plaque plate.

Partie théorique:

Tous les corps ont un centre de gravité. Le centre de gravité d'un corps est le point par rapport auquel le moment de gravité total agissant sur le corps est égal à zéro. Par exemple, si vous suspendez un objet par son centre de gravité, il restera au repos. C'est-à-dire que sa position dans l'espace ne changera pas (il ne se retournera pas ou ne se mettra pas sur le côté). Pourquoi certains corps se renversent-ils alors que d’autres ne le font pas ? Si vous tracez une ligne perpendiculaire au sol à partir du centre de gravité du corps, alors si la ligne dépasse les limites du support du corps, le corps tombera. Plus la zone d'appui est grande, plus le centre de gravité du corps est proche du point central de la zone d'appui et de la ligne médiane du centre de gravité, plus la position du corps sera stable . Par exemple, le centre de gravité de la célèbre tour penchée de Pise est situé à seulement deux mètres du milieu de son support. Et la chute n'aura lieu que lorsque cet écart sera d'environ 14 mètres. Le centre de gravité du corps humain se situe à environ 20,23 centimètres sous le nombril. Une ligne imaginaire tracée verticalement à partir du centre de gravité passe exactement entre les pieds. Pour une poupée tumbler, le secret réside aussi dans le centre de gravité du corps. Sa stabilité s'explique par le fait que le centre de gravité du gobelet se trouve tout en bas ; La condition pour maintenir l'équilibre du corps est de réussir axe vertical son centre général gravité dans la zone de soutien du corps. Si le centre de gravité vertical du corps quitte la zone d'appui, le corps perd l'équilibre et tombe. Par conséquent, plus la zone d'appui est grande, plus le centre de gravité du corps est proche du point central de la zone d'appui et de la ligne centrale du centre de gravité, plus la position du le corps le sera. La zone d'appui lorsqu'une personne est en position verticale est limitée par l'espace qui se trouve sous la plante et entre les pieds. Point central fil à plomb Le centre de gravité du pied se situe à 5 cm devant le tubercule du talon. La taille sagittale de la zone d'appui prévaut toujours sur celle frontale, donc le déplacement de la ligne verticale du centre de gravité se produit plus facilement vers la droite et la gauche que vers l'arrière, et est particulièrement difficile vers l'avant. À cet égard, la stabilité lors des virages lors d'une course rapide est nettement inférieure à celle dans le sens sagittal (vers l'avant ou vers l'arrière). Un pied dans des chaussures, surtout avec un talon large et une semelle dure, est plus stable que sans chaussures, car il gagne grande surface les soutiens.

Partie pratique:

But du travail : À l'aide du matériel proposé, trouver expérimentalement la position du centre de gravité de deux figures en carton et d'un triangle.

Équipement:Trépied, carton épais, triangle d'une trousse scolaire, règle, ruban adhésif, fil, crayon...

Tâche 1 : Déterminer la position du centre de gravité silhouette plate forme libre

À l’aide de ciseaux, découpez une forme aléatoire dans du carton. Attachez-y le fil au point A avec du ruban adhésif. Accrochez la figurine par le fil au pied du trépied. À l'aide d'une règle et d'un crayon, marquez la ligne verticale AB sur le carton.

Déplacez le point d’attache du fil en position C. Répétez les étapes ci-dessus.

Point O de l'intersection des droites AB etCDdonne la position souhaitée du centre de gravité de la figure.

Tâche 2 : À l'aide uniquement d'une règle et d'un crayon, trouvez la position du centre de gravité d'une figure plate

À l'aide d'un crayon et d'une règle, divisez la forme en deux rectangles. Par construction, trouvez les positions O1 et O2 de leurs centres de gravité. Il est évident que le centre de gravité de la figure entière se trouve sur la ligne O1O2.

Divisez la figure en deux rectangles d'une autre manière. Par construction, trouvez les positions des centres de gravité O3 et O4 de chacun d'eux. Reliez les points O3 et O4 avec une ligne. Le point d’intersection des lignes O1O2 et O3O4 détermine la position du centre de gravité de la figure

Tâche 2 : Déterminer la position du centre de gravité du triangle

À l'aide de ruban adhésif, fixez une extrémité du fil en haut du triangle et accrochez-le au pied du trépied. A l'aide d'une règle, marquez la direction AB de la ligne de gravité (faites une marque sur le côté opposé Triangle)

Répétez une procédure similaire en accrochant le triangle au sommet C. en face du sommet Faites une marque sur le côté du triangleD.

À l'aide de ruban adhésif, fixez les morceaux de fil AB etCD. Le point O de leur intersection détermine la position du centre de gravité du triangle. DANS dans ce cas le centre de gravité de la figure se trouve à l’extérieur du corps lui-même.

III . Solution tâches de qualité

1. Dans quel but les artistes de cirque tiennent-ils de lourdes perches dans leurs mains lorsqu'ils marchent sur une corde raide ?

2. Pourquoi une personne portant une lourde charge sur le dos se penche-t-elle en avant ?

3. Pourquoi ne pouvez-vous pas vous lever d’une chaise à moins d’incliner votre corps vers l’avant ?

4.Pourquoi la grue ne bascule-t-elle pas vers la charge soulevée ? Pourquoi, sans charge, la grue ne bascule-t-elle pas vers le contrepoids ?

5. Pourquoi les voitures et les vélos, etc. Est-il préférable de freiner les roues arrière plutôt que les roues avant ?

6. Pourquoi un camion chargé de foin se renverse-t-il plus facilement que le même camion chargé de neige ?

Objectifs de la leçon:

• éducatif: révéler la notion de centre de gravité du corps, confirmer expérimentalement les connaissances théoriques étudiées.
• développement : développer la capacité des élèves à travailler en groupe, développer la capacité d’observation et de recherche.
• éducatif: cultiver la curiosité, l’attention, la persévérance et développer une attitude bienveillante envers le matériel.

Type de cours :étudier de nouveaux matériaux, travaux de laboratoire.

Équipement: ordinateur, projecteur multimédia, écran, présentation, matériel didactique, figurines en assiette plate, bloc de bois, règle, crayon, trépied, suspension.

Structure de la leçon :

1. Organisation du temps.
2. Comptabilisation des connaissances.
3. Apprendre du nouveau matériel.
4. Minute d'éducation physique.
5. Effectuer des travaux de laboratoire.
6. Résumer.
7. Devoirs.

Pendant les cours

1. Moment organisationnel. Saluer la classe, vérifier si la classe est prête pour la leçon, communiquer le sujet et les objectifs de la leçon.

2. Comptabilisation des connaissances.

Dans la dernière leçon, nous avons étudié le poids corporel et la formule de la gravité. Pouvez-vous répondre à la question ? Avons-nous raison de dire que le poids corporel est de 50 kg ?

Je vous suggère de vérifier si vous avez bien compris le matériel. Pour ce faire, lancez le test. Sur l'écran, vous verrez une question et trois options de réponse, choisissez la bonne. Prenez les feuilles préparées sur vos bureaux et signez-les.

1. Quelle force est appelée poids ?

a) la force avec laquelle la Terre attire les corps vers elle ;

b) force résultant d'une déformation en traction ou en compression ;

c) la force avec laquelle un corps, dû à l'attraction vers la Terre, agit sur un support ou une suspension.

2. Le poids corporel est déterminé par la formule :

a) Fcontrôle =k ∆l ;

b)Р=m g ;

3. Comment le poids corporel est-il dirigé ?

UN) verticalement vers le bas ;

b) verticalement vers le haut ;

c) à droite.

4. Le poids corporel est indiqué

5. Quelle est la masse approximative d’un corps pesant 120 N ?

b)≈ 12 kg ;

Je vois que cette tâche ne s'est pas avérée difficile pour vous et que vous avez tous bien compris le concept de poids corporel et la formule de la gravité.

3. Étudier du nouveau matériel.

Étudier le mouvement des corps sous influence diverses forces, nous n'avons pas encore fait attention au fait que les corps ont des tailles, nous les avons considérés points matériels. Cette simplification est vraie si tous les points du corps bougent de la même manière, c'est-à-dire si le corps avance. Il faut savoir à quel point du corps la force doit être appliquée pour que son mouvement soit véritablement translationnel.

Faisons une démonstration.

Prenez une règle, attachez un fil à son extrémité et tirez-le dans une direction perpendiculaire à l'axe de la règle. Elle va se retourner. Avec un tel tour différents points les dirigeants passent différentes façons et bouge avec différentes vitesses, c'est à dire. leurs mouvements ne sont pas les mêmes et le dirigeant n’avance pas. Changeons de direction et tirons sur toute sa longueur. La règle se déplace de manière à ce que tous ses points aient la même vitesse et parcourent les mêmes chemins. Expériences similaires nous amène à la conclusion que dans tout corps il existe un point où se croisent les directions d'action des forces qui lui sont transmises. mouvement vers l'avant. Ce point est appelé le centre de masse.

Révisez les flashcards. (Figures 1, 2)

Image 1

Figure 2

Pourquoi avons-nous besoin de connaître la position du centre de masse ? Si un corps se déplace en translation sous l'influence d'une ou plusieurs forces, alors cette force ou la résultante de toutes les forces passe par le centre de masse du corps. Le centre de masse du corps dans ce cas se déplace comme si toute la masse du corps y était concentrée et que toutes les forces agissant sur lui lui étaient appliquées. Par conséquent, lorsque l’on voit qu’un corps se déplace en translation, cela signifie que la résultante de toutes les forces appliquées au corps passe par son centre de masse. Le centre de masse est souvent appelé centre de gravité des corps. Diapositive 9 à 11, annexe.

Centre de gravité appelé le point d'application des forces de gravité résultantes agissant sur des parties individuelles du corps. Afin de trouver le centre de gravité, vous devez accrocher la figurine plusieurs fois (2 à 3 fois), en attachant le fil de suspension d'abord à un point puis à un autre du corps. Le point d'intersection des fils de suspension sera le centre de gravité souhaité.

La condition d'équilibre du corps dépend de la position du centre de gravité. L'équilibre, dans lequel un corps éloigné d'une position d'équilibre y revient, est appelé durable.

Équilibre dans lequel un corps éloigné de sa position d'équilibre ne revient pas à position de départ, appelé instable.

Travaux de laboratoire. Détermination du centre de gravité d'une plaque plane.

Demande de service:

1. A l'aide d'une aiguille plantée dans le bouchon, accrochez l'assiette et le fil à plomb.
2. À l'aide d'un crayon bien aiguisé, tracez un fil à plomb sur les bords inférieur et supérieur de la plaque.
3. Après avoir retiré la plaque, tracez dessus une ligne reliant les points marqués.
4. Répétez l'expérience en accrochant l'assiette à un autre endroit.
5. Assurez-vous que le point d'intersection des lignes tracées est le centre de gravité de la plaque.

6. Résumer.

7. Devoirs. Diapositive 21, application.

1. § 10, 11 (matériel de lecture)

2. Trouver les centres de gravité formes géométriques: carré, triangle, cercle.

Avancement des travaux Quel que soit vrai corps, ayant des dimensions et une masse finies, peut être considéré comme un ensemble de ses éléments constitutifs. Chacune de ces parties est individuellement affectée par la gravité. La force de gravité, qui agit sur le corps dans son ensemble, est la résultante de ces forces. Le point d’application de cette résultante est habituellement appelé le centre de gravité du corps.

Tâche 1 : Déterminez la position du centre de gravité d'une figure plate de n'importe quelle forme À l'aide de ciseaux, découpez une figure de n'importe quelle forme dans du carton. Attachez-y le fil au point A avec du ruban adhésif. Accrochez la figurine par le fil au pied du trépied. À l'aide d'une règle et d'un crayon, marquez la ligne verticale AB sur le carton.

Tâche 2 : À l'aide d'une règle et d'un crayon uniquement, trouvez la position du centre de gravité d'une figure plate. À l'aide d'un crayon et d'une règle, divisez la figure en deux rectangles. Par construction, trouvez les positions O 1 et O 2 de leurs centres de gravité. Il est évident que le centre de gravité de la figure entière est sur la droite O 1 O 2

Tâche 2 : À l'aide uniquement d'une règle et d'un crayon, trouvez la position du centre de gravité d'une figure plate. Divisez la figure en deux rectangles d'une autre manière. Par construction, trouvez les positions des centres de gravité O 3 et O 4 de chacun d'eux. Reliez les points O 3 et O 4 avec une ligne. Le point d'intersection des lignes O 1 O 2 et O 3 O 4 détermine la position du centre de gravité de la figure

Tâche 3 : Déterminer la position du centre de gravité du triangle. À l'aide de ruban adhésif, fixez une extrémité du fil en haut du triangle et accrochez-le au pied du trépied. A l'aide d'une règle, marquez la direction AB de la ligne de gravité (faites un repère sur le côté opposé du triangle)

Tâche 3 : Déterminer la position du centre de gravité du triangle. Répétez la même procédure en accrochant le triangle par le sommet C. Sur le côté opposé du sommet C du triangle, faites une marque D. À l'aide de ruban adhésif, attachez les longueurs de fils AB et CD au triangle. Le point O de leur intersection détermine la position du centre de gravité du triangle. Dans ce cas, le centre de gravité de la figure se trouve à l’extérieur du corps lui-même.

But du travail : À l'aide du matériel proposé, trouver expérimentalement la position du centre de gravité de deux figures en carton et d'un triangle. But du travail : À l'aide du matériel proposé, trouver expérimentalement la position du centre de gravité de deux figures en carton et d'un triangle. Équipements et matériels : Trépied, carton épais, triangle de la trousse scolaire, règle, ruban adhésif, fil, crayon.

Avancement des travaux Tout corps réel de dimensions et de masse finies peut être considéré comme un ensemble de ses éléments constitutifs. Chacune de ces parties est individuellement affectée par la gravité. La force de gravité, qui agit sur le corps dans son ensemble, est la résultante de ces forces. Le point d’application de cette résultante est habituellement appelé le centre de gravité du corps.

Tâche 1 : Déterminez la position du centre de gravité d'une figure plate de n'importe quelle forme À l'aide de ciseaux, découpez une figure de n'importe quelle forme dans du carton. Attachez-y le fil au point A avec du ruban adhésif. Accrochez la figurine par le fil au pied du trépied. À l'aide d'une règle et d'un crayon, marquez la ligne verticale AB sur le carton. .

Tâche 2 : À l'aide d'une règle et d'un crayon uniquement, trouvez la position du centre de gravité d'une figure plate. À l'aide d'un crayon et d'une règle, divisez la figure en deux rectangles. Par construction, trouvez les positions O1 et O2 de leurs centres de gravité. Il est évident que le centre de gravité de la figure entière se trouve sur la ligne O1O2.

Tâche 2 : À l'aide uniquement d'une règle et d'un crayon, trouvez la position du centre de gravité d'une figure plate. Divisez la figure en deux rectangles d'une autre manière. Par construction, trouvez les positions des centres de gravité O3 et O4 de chacun d'eux. Reliez les points O3 et O4 avec une ligne. Le point d’intersection des lignes O1O2 et O3O4 détermine la position du centre de gravité de la figure

Tâche 3 : Déterminer la position du centre de gravité du triangle. À l'aide de ruban adhésif, fixez une extrémité du fil en haut du triangle et accrochez-le au pied du trépied. A l'aide d'une règle, marquez la direction AB de la ligne de gravité (faites un repère sur le côté opposé du triangle)

Tâche 3 : Déterminer la position du centre de gravité du triangle. Répétez la même procédure en accrochant le triangle par le sommet C. Sur le côté opposé du sommet C du triangle, faites une marque D. À l'aide de ruban adhésif, attachez les longueurs de fils AB et CD au triangle. Le point O de leur intersection détermine la position du centre de gravité du triangle. Dans ce cas, le centre de gravité de la figure se trouve à l’extérieur du corps lui-même.

L'ouvrage peut être utilisé pour des cours et des rapports sur le thème "Physique"

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Demande de service
1. Fixez la butée dans le pied du trépied en position horizontale.
2. À l’aide d’une épingle à enfoncer dans le bouchon, accrochez la plaque et le fil à plomb.
3. À l'aide d'un crayon bien aiguisé, marquez le fil à plomb sur les bords inférieur et supérieur de la plaque.
4. Après avoir retiré la plaque, tracez dessus une ligne reliant les points marqués.
5. Répétez l'expérience en accrochant la plaque à un autre endroit.
6. Assurez-vous que le point d'intersection des lignes tracées est le centre de gravité de la plaque.