Механика · Расчёт и модель
Физика человека: модель предплечья
Почему короткое плечо тяги требует большой силы?
7–10 классы · 3 встречи по 45 минут · ожидание между встречами указано в шагах
До начала работы
Не измерять максимальную силу человека и не навешивать грузы на суставы; работа со схемой.
Покажите план руководителю и согласуйте условия. Момент M=F·l для перпендикулярной силы; равновесие моментов; для углубления M=F·l·sinα.
Подготовьте материалы
- картонная полоска
- схема рычага
- линейка
- калькулятор
- учебная нагрузка 2 Н
Сначала предположение
Запишите, какой результат ожидаете и почему. Для конструкции задайте критерий успеха, для расчёта — допущения, для источников — проверяемое утверждение.
- Меняем или сравниваем
- плечо тяги: 2, 4 и 6 см
- Фиксируем
- расчётная сила тяги, Н
- Сохраняем / принимаем в модели
- плечо нагрузки 20 см, невесомый рычаг, перпендикулярность сил
Маршрут исследования
- 1
Нарисуй опору, точку приложения нагрузки и три точки тяги.
- 2
Вычисли момент нагрузки 2 Н×0,20 м.
- 3
Найди силу тяги для каждого плеча.
- 4
Добавь вес самого рычага 1 Н, приложенный на плече 10 см. Рассчитай новый суммарный момент и силы тяги.
- 5
Сравни модель с рукой, обозначив границы аналогии.
Что должно остаться после работы
- Исходная таблица с единицами или карточки свидетельств. Неудачные попытки и изменения условий тоже записаны.
- Ответ на вопрос с двумя конкретными свидетельствами, объяснением и ограничением.
- План следующей проверки: Рассчитай вариант, когда тяга направлена под углом 30° к рычагу.
- Личный итог каждого участника и короткая защита по исходному журналу.
Нужна помощь? Начните с двух вариантов и одной строки таблицы. Если результат не получается, проверьте условия с руководителем. Отсутствие ожидаемого эффекта можно обсуждать; выдумывать измерения нельзя.
Мой журнал проекта
Записи хранятся только в этом браузере и не отправляются руководителю. Для передачи скачайте файл. На общем компьютере после скачивания очистите записи. Можно вести тот же журнал на бумаге.
Загружаем записи…
Источники и инструменты
- Science Buddies: переменные и условия сравнения ↗
Опора для планирования исследования; конкретные задания курса написаны заново.
- Science Buddies: инженерный процесс ↗
Различаем проверку гипотезы и улучшение конструкции по критериям.
Предметное объяснение и ограничения — в руководстве учителю. Общие методические источники не являются проверкой каждого опыта. Руководитель предварительно пробует конкретную установку.