Az emelők működés közbeni megfigyelésének célja: Arkhimédész görög fizikust és matematikust az ókor egyik legnagyobb tudósa volt

Emelők vizsgálata erőmérőszenzorral összeállította: Giliczéné László Kókai Mária

lektorálta: Dr. Laczkó Gábor

Az emelők működés közbeni megfigyelésének célja: Arkhimédész görög fizikust és matematikust az ókor egyik legnagyobb tudósa volt. „Adjatok egy szilárd pontot, hol lábamat megvethetem és kimozdítom helyéből a Földet" Ő fogalmazta meg az emelő törvényét, amely szerint az erő és az emelőkar hosszának szorzata állandó, azaz ezek a mennyiségek fordítottan arányosak. A tanulók a kísérlet során modellezzék a nagy terhek emelését. Vizsgálják meg erőmérő szenzorral a kétoldalú emelőt használat közben, több pozícióban. Ismerjék meg az emelő használata közben az alátámasztás, az erőkar, a teherkar szerepét és fogalmát. Ebben a kísérletben csak a kétoldalú emelő egyszerű megfigyelésére kerül sor; az erő és erőkar változásának összefüggését csak megfigyeljük, de mennyiségi következtetéseket nem vonunk le. Használják az erőmérő szenzort kézi mintavételezés üzemmódban. Eszközszükséglet:      

1 db tanulói laptop, telepített MultiLab szoftverrel, USB-Link mérésadatgyűjtővel, kábellel 1 db erőmérő szenzor (DT272 Fourier Force Sensor), 1 db adatkábel a szenzorokhoz mérőszalag nehéz könyv zsineg, ragasztószalag, alátámasztáshoz egy hengeres rúd legalább 30 cm hosszú favonalzó vagy léc, amelyre beosztást készíthetsz.

Hipotézis Szerinted mikor könnyebb megemelni a könyvet az emelőnkkel? Akkor könnyebb megemelni a könyvet, ha az az erő, amellyel emeljük, az alátámasztási ponttól számítva …………………………………(közel / távol) hat.

A tanulói munkafüzet és a kapcsolódó tanári segédlet a Csongrádi TErmészetTUDOmányos Diáklaboratórium című, TÁMOP 3.1.3-11/2-2012-0037 számú projekt keretében készült. 1. oldal



A mérés, megfigyelés elméleti háttere

Az emelő egy alátámasztó ék (tengely) körül elfordítható rúd. Többféle emelő létezik, az ábrán a kétoldalúnak nevezett emelő látható. A kísérlethez kapcsolódó megfigyelések leírása A mérések előtt az erőmérő szenzor nulla értékét állítsuk be, ezután végezzük el az emelési kísérleteket!

1. feladat Csatlakoztasd az erőmérő szenzort! Válaszd a +/- 50 N méréshatárt. 

Tartsd az erőmérő szenzort a horoggal felfelé, függőleges helyzetben, közben



figyeld az erő értékét a képernyőn.



Amikor az erő értéke stabilizálódott, állítsd be a ’set zero’ értéket.



Újbóli adatgyűjtéssel közel nulla értéket kell, hogy mutasson.



Ezután állítsd be a mérés tulajdonságait: o kézi mintavételezéssel dolgozz, o piros pontokkal jelöld a grafikonon az adatokat o a húzás (pull) legyen a pozitív érték




2. feladat Készítsd elő a kísérleti elrendezést



Rögzítsd az alátámasztó hengert ragasztószalaggal az asztal szélére, hogy ne mozdulhasson el.



Helyezd rá az alátámasztásra az emelőt úgy, hogy hosszabb része lógjon ki az asztalról, legyen kb. 20 cm ez a rész az alátámasztásig. Az emelőnek az alátámasztási pont és a könyv közötti részét teherkarnak nevezzük. Most ez kb. 10 cm hosszúságú; nagyjából 5 cm-nyi részére fektesd a nehéz könyvet.



Az alátámasztási ponttól indulva, 2 cm-ként készíts beosztást az emelőrúdra.



A vonalzó szabad vége felől, az egyik beosztásnál helyezd el azt a zsinórhurkot, amelybe az erőmérő szenzort tudod akasztani. Az emelőnek ezt a részét erőkarnak nevezzük.



Kísérletünk során nem emeljük fela könyv et az asztalról, csak kicsit „megemeljük”, az egyik éle mindig az asztalon fog támaszkodni.

Milyen helyzetű kezdetben az emelő? ..................................................................................................




3. feladat Osszátok meg egymás között a feladatokat: 

Mérjétek meg az erőkar hosszát!



Határozzátok meg az erőt!



Az egyik diák kezeli a szoftvert: kézi mintavételezéssel oldjátok meg a mérésadatgyűjtést.



A másik diák az erőmérő közbeiktatásával függőlegesen lefelé húzza az emelőt, amíg az a vízszintes helyzetet el nem éri, ekkor kismértékben megemeli a könyvet. ebben a pozícióban történjen a mintavételezés. erőkar hossza (cm)

a megemeléshez szükséges erő (N)

Fogalmazd meg a tapasztalatodat: ........................................................................................................ ...............................................................................................................................................................




4. feladat Egészítsd ki az alábbi mondatokat! Minél hosszabb lett az erőkar, annál .................................................................... erőt kellett kifejteni. Szerinted lehetséges olyan emelőt készíteni, amivel Te fel tudnál emelni egy autót? ......................... Olvasd el újra a munkafüzet elején Arkhimédész gondolatait. Milyen segítséget kínál az emelő az embereknek? ........................................................................................................................................ Érdekességek: Emelők használata a gyakorlatban: Az emelő elvén működnek a fogók, ollók, az autóban a pedálok, a kézifék karja, a mérlegek. Az emelők használatának korlátot szab, hogy segítségükkel csak kis távolságra lehet a testeket fölemelni vagy elmozdítani.

Az ismeretek ellenőrzése: 1. Fogalmazd meg saját szavaiddal a kísérlet lényegét! Felhasznált sza k irodalom: http://www.tananyag.almasi.hu/ojudit/Tudosok/Tudosok/archimedesz.htm http://tudasbazis.sulinet.hu/hu/termeszettudomanyok/fizika/fizika-9-evfolyam/merev-testek-egyensulyaes-mozgasa/egyszeru-gepek


Az emelők működés közbeni megfigyelésének célja: Arkhimédész görög fizikust és matematikust az ókor egyik legnagyobb tudósa volt

Recommend Documents