Темы докладов, страница 129 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Работа, мощность, энергия. Параграф 35. Другие механизмы. Вопросы - страница 129.

Условие.

Решение.

Архимед из Сиракуз (около 287 г. до н. э. – около 212 г. до н. э.) был одним из величайших ученых и изобретателей античности. Ему приписывают множество открытий и изобретений в области механики, которые оказали огромное влияние на развитие науки и техники. Ниже перечислены некоторые из его самых известных механизмов и изобретений.

Рычаг

Хотя рычаг был известен и до Архимеда, именно он первым дал полное математическое описание его принципа действия. Он сформулировал закон равновесия рычага, который гласит: усилие, умноженное на его плечо, равно нагрузке, умноженной на ее плечо. Математически это выражается формулой: $F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$, где $F_1$ и $F_2$ – силы, приложенные к рычагу, а $l_1$ и $l_2$ – длины плеч этих сил. Осознание мощи этого простого механизма привело Архимеда к знаменитому высказыванию: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю». Рычаги являются основой для множества инструментов и механизмов, от простых ножниц до сложных подъемных кранов.

Ответ: Архимед сформулировал математический закон рычага ($F_1 \cdot l_1 = F_2 \cdot l_2$), показав, как можно с помощью малого усилия поднимать большие грузы.

Архимедов винт

Это устройство, также известное как водоподъемный винт, представляет собой спираль (винт), заключенную в наклонную трубу. При вращении винта вода, находящаяся в нижней части трубы, захватывается витками и поднимается вверх. Этот механизм был чрезвычайно эффективен для орошения полей, осушения болот и откачки воды из трюмов кораблей. Архимедов винт до сих пор используется в некоторых современных механизмах, например, в снегоуборочных машинах и зерновых элеваторах.

Ответ: Архимедов винт – это механизм для подъема воды или сыпучих материалов, состоящий из винтовой поверхности внутри трубы.

Система блоков (Полиспаст)

Архимед разработал и усовершенствовал систему блоков и талей, известную как полиспаст. Эта система позволяет поднимать очень тяжелые грузы, прилагая значительно меньшее усилие. Чем больше блоков в системе, тем больше выигрыш в силе. Согласно легенде, с помощью сложного полиспаста Архимед в одиночку смог спустить на воду только что построенный и полностью загруженный корабль «Сиракузия», что поразило царя Гиерона II.

Ответ: Система блоков (полиспаст) – это комбинация подвижных и неподвижных блоков, позволяющая многократно увеличить прилагаемую силу для подъема тяжестей.

Военные машины

Во время Второй Пунической войны, при осаде его родного города Сиракузы римлянами, Архимед применил свои инженерные таланты для создания мощных оборонительных орудий. К ним относятся:
Коготь Архимеда: гигантский кран, который захватывал вражеские корабли, поднимал их в воздух и переворачивал или разбивал о скалы.
Усовершенствованные катапульты и баллисты: машины, способные метать тяжелые камни и стрелы на большие расстояния с высокой точностью.
Зеркала Архимеда (или «тепловой луч»): легендарное оружие, состоявшее из системы зеркал, которые фокусировали солнечные лучи на римских кораблях и поджигали их. Историчность этого изобретения оспаривается учеными.

Ответ: Для защиты Сиракуз Архимед создал ряд военных машин, включая «Коготь Архимеда», усовершенствованные катапульты и, возможно, систему зажигательных зеркал.

Одометр

Архимеду приписывают изобретение одного из первых одометров – прибора для измерения пройденного расстояния. Это была повозка со сложным механизмом из зубчатых колес. Через определенное число оборотов колеса повозки специальный механизм сбрасывал в ящик маленький шарик. Посчитав количество шариков в конце пути, можно было определить пройденное расстояние.

Ответ: Одометр Архимеда – это механическое устройство на основе зубчатых колес для измерения пройденного пути.

Планетарий

Древние авторы, такие как Цицерон и Овидий, упоминают, что Архимед создал механическую сферу, или планетарий, которая демонстрировала движение Солнца, Луны и пяти известных на тот момент планет. Это было сложное устройство, показывающее фазы Луны и солнечные затмения, что свидетельствует о глубоких познаниях Архимеда не только в механике, но и в астрономии.

Ответ: Планетарий Архимеда – это механическая модель Солнечной системы, которая наглядно демонстрировала движение небесных тел.