Исследовательский проект по физике "Дай мне точку опоры и я подниму Землю"

МКОУ «Опоченский центр образования»

Исследовательский проект по физике

«Д айте мне точку опоры и

я подниму Землю»

Проект выполнил: ученик 7 класса Щукин Алексей

Руководитель: Захарова А.А.

Цель исследования

Выяснить с помощью математических расчетов, возможно ли найти точку опоры, чтобы поднять Землю и где эта точка может находиться .

Гипотеза

Теоретически возможно, имея точку опоры поднять Землю, и находиться эта точка будет очень близко к Земле.

Задачи

• Изучить условия равновесия рычага.
• Подобрать нужные формулы.
• Найти необходимые данные.
• Выполнить вычисления.
• Сделать выводы.

Введение

Современные техники долго не могли понять какими приспособлениями пользовались строители, возводя огромные сооружения, сохранившие в течение тысячелетий: египетские пирамиды, обширные храмы и стоящие у входа колонны-обелиски. Все задачи техники в древних странах Востока разрешалась силой большого числа рабочих. Единственной машиной, увеличивающей силу человека служил рычаг.

Египетские пирамиды

Исторический факт

« Однажды Архимед, - читаем мы у Плутархa, - написал сиракузскому царю Герону, которому он был родственник и друг, что данной силой можно подвинуть какой угодно груз и прибавил, что если бы была другая Земля, «он, перейдя на нее, сдвинул бы с места нашу». 

Вот так Архимед мысленно пытался поднять Землю

«Архимед рычагом поднимает Землю». Гравюра из книги Вариньона (1787) о механике.

Ход работы

Для расчета из справочника взял массу Земли и среднюю массу человека :

m ч = 60кг

М з =5976· 10 21 кг

По формуле F= mg рассчитал

F з и F ч

F з = 5976 · 10 21 кг · 9,8

= 585 648 · 10 20 Н

F ч = 60 кг · 9,8

= 588 Н

Вычисления

В качестве точки опоры рассмотрел ближайшее к Земле космическое тело – Луну. Расстояние от Земли до Луны - l = 38440км

Из соотношения = нашел плечо L =

L=

=382 862 410 · 10 20 м

Результаты работы

Плечо L =382 862 410 · 10 20 м. Это за пределами нашей Галактики.

Вывод

Математические расчеты показывают, что если в качестве точки опоры взять небесное тело – Луну и изготовить рычаг длиной более 382 862 410 · 10 20 м, то человек сможет перевернуть Землю. Практически же, рычаг такой длины изготовить невозможно и оказаться на другом конце рычага тоже.

• Если бы великий механик древности знал, как огромна масса земного шара, он, вероятно воздержался от своего горделивого восклицания.

Природу не обмануть!

Никогда не стоит забывать о «золотом правиле механики», которое гласит, что любой выигрыш в силе приводит к потере в скорости и, следовательно, во времени. Если где-то что-то прибудет, то где-то обязательно убудет.

• Пусть мы уравновесим с помощью рычага две разные силы, но при вращении рычага за одно и то же время точка приложения меньшей силы F 2

проходит больший путь s 2 , а точка приложения большей силы – F 1 меньший путь s 1.

• .

Посмотрим на рисунок.

Так проявляет себя на практике «Золотое правило механики».

=

=

м

Такой невообразимо длинный путь должна была бы пройти рука Архимеда, налегающая на рычаг, чтобы "поднять Землю" только на один сантиметр!

Второе опровержение

• Вообразим на мгновение, что Архимеду дана та "другая Земля", та точка опоры, которую он искал; вообразим далее, что он изготовил рычаг нужной длины.
• Пока конец короткого плеча поднимается на 1 см, другой конец опишет во Вселенной огромную дугу в м.

Третье опровержение

Если считать, что человек способен поднять

груз в 60 кг на высоту 1 м в одну секунду, тогда для поднятия Земли на 1см потребуется

С.

3

лет

=

так как 1год = 365суток · 24ч · 3600с = 3∙ с

Если бы даже гениальный изобретатель довел быстроту своей руки до величайшей скорости, какая возможна в природе - 300000 км в секунду или (скорость света),то и при таком фантастическом допущении он "поднял бы Землю" на 1 см лишь после 1 миллиона лет работы.

За всю свою долгую жизнь Архимед, напирая на рычаг, не поднял бы Землю даже на толщину тончайшего волоса.

Литература

1.А.В. Перышкин.

Физика 7 класс, учебник

2.Перельман Я.И.

«Занимательная физика»

3.http://mweb.ru/grafika/

Спасибо за внимание!