Лабораторна робота №5. Визначення центра мас плоских фігур.

 Мета: Навчитись визначати центр тяжіння плоских фігур правильної та неправильної геометричної форми..

Обладнання: Штатив, висок, плоскі фігури правильної та неправильної геометричної форми, булавка, лінійка, олівець.

Правила техніки безпеки:

Обережно поводьтеся з приладами і тілами, не допускайте падіння кульки.

 Теоретичні відомості

Центр мас - це точка, в якій перетинаються лінії дії сил, що примушують тіло рухатись поступально.

Центр мас тіла можна визначити різними способами. Серед яких для однорідних плоских тіл використовують такі: геометричний та експериментальний способи.

Геометричний спосіб використовують при визначенні центру мас плоских фігур, що мають правильну геометричну форму. Наприклад центр мас трикутника лежить на перетині медіан, а центр мас прямокутника – на перетині діагоналей.

Якщо плоска однорідна фігура має неправильну геометричну форму, то можна використати експериментальний спосіб визначення центру мас. Для цього потрібно підвісити плоску фігуру в будь-якій точці, та накреслити на ній вертикальну пряму, що проходить через точку підвісу (мал. 1). Тоді підвісити цю ж фігуру в іншій точці, провести ще одну вертикальну пряму, що проходить через іншу точку підвісу. Точка перетину цих двох прямих  і буде центром тяжіння пластини. Для того, щоб впевнитись, що центр мас буде саме тут, пластину можна підвісити в третій точці. Вертикальна пряма, яка проходить через точку підвісу, повинна пройти через точку перетину двох перших прямих. Можна також зрівноважити пластину на вістрі булавки. Пластина буде знаходитись в рівновазі, якщо точка опори співпадає з центром тяжіння.

Дослід 1. Визначення центру мас плоскої фігури у формі прямокутника геометричним способом

1. Виріжте із цупкого картона плоску фігуру у формі прямокутника або використайте заздалегідь заготовлену.

2.    Проведіть дві діагоналі на поверхні цього прямокутника.

3. Точка О, точка перетину цих діагоналей і буде центром мас такого прямокутника.

4.  Переконайтесь, що знайдена точка О є центром мас. Для цього встановіть прямокутну фігуру на вістря булавки чи голки, таким чином, щоб знайдений вами центр мас співпадав з точкою опори. Якщо ви правильно виконали побудову, то система перебуватиме в рівновазі.

Дослід 2. Визначення центру мас плоскої фігури у формі трикутника геометричним способом

1. Виріжте із цупкого картона плоску фігуру у формі трикутника або використайте заздалегідь заготовлену.

2.  Визначте середину сторони АС трикутника та проведіть пряму через цю точку та вершину В трикутника. Проведена пряма, це медіана трикутника.

3. Проведіть таким чином ще дві медіани цього трикутника із точок А та С.

4.    Точка О, точка перетину цих медіан і буде центром мас плоскої фігури у формі трикутника.

5.    Переконайтесь, що знайдена точка О є центром мас. Для цього встановіть прямокутну фігуру на вістря булавки чи голки, таким чином, щоб знайдений вами центр мас співпадав з точкою опори. Якщо ви правильно виконали побудову, то система перебуватиме в рівновазі.

Дослід 3. Визначення центру мас плоскої фігури неправильної геометричної форми експериментальним способом.

1.    Виріжте із цупкого картона плоску фігуру неправильної геометричної форми або використайте заздалегідь заготовлену.

2.    Закріпіть цвях чи булавку в лапці штатива.

3.    Зробіть отвір в плоскій фігурі невеликого діаметру, щоб цвях чи булавка могли вільно пройти через плоску фігуру.

4.    Насиліть плоску фігуру в точці С на цвях чи булавку

5.    На булавку надіти петельку нитки виска (це нитка з вантажом). (рис. 1).

6.    Олівцем позначте лінію виска на нижньому та верхньому краях пластини.

7.    Зняіміть плоску фігуру та використовуючи лінійку, проведіть лінію, яка з'єднує позначені точки.

8.    Дії, що описані в пунктах 4-6, проробіть для випадків підвісу плоскої фігури в точках А та В.

9.    Точка О, точка перетину цих ліній виска в трьох випадках і буде центром мас плоскої фігури неправильної геометричної форми.

10. Переконайтесь, що знайдена точка О є центром мас. Для цього встановіть прямокутну фігуру на вістря булавки чи голки, таким чином, щоб знайдений вами центр мас співпадав з точкою опори. Якщо ви правильно виконали побудову, то система перебуватиме в рівновазі.

Висновок.У висновку вкажіть:

 а) що визначали у роботі;

б) яким способам визначення центру мас плоских фігур навчилися;

Додаткове експериментальне завдання.

Запропонуйте спосіб визначення центру мас шкільного підручника з фізики.


Немає коментарів:

Дописати коментар