Физика в профессиях

Физика в профессиях Автор проекта: ученик 9 класса основной школы №35 Руководитель: Хорошева Е.В., учитель физики

Физика в профессии водителя Не только человек управляет автомобилем – законы физики и механики исправно работают при движении автомобиля, и следует представить себе действие различных сил, чтобы использовать их для управления или препятствовать их нарастанию. Расположение центра тяжести автомобиля зависит от компоновки узлов и агрегатов. Высота груза и его размещение на автомобиле влияют на новое положение центра тяжести и новые нагрузки на оси. Нагрузку на ось следует уметь рассчитать для определения возможности проезда по некоторым мостам, понтонам и временным покрытиям. На наклонной поверхности сила тяжести раскладывается на две составляющие – одна прижимает автомобиль к дороге, а другая старается опрокинуть его вдоль дороги или поперек, в зависимости от направления уклона. Чем выше центр тяжести и чем больше угол наклона автомобиля, тем больше опрокидывающая сила.

Физика в профессии водителя Кроме силы тяжести и опрокидывающей силы, на автомобиль действуют другие силы: Сила сопротивления качению – возникает при деформировании шины и дороги, трении шины о дорогу, трении в подшипниках колес; Сила сопротивления подъему – определяется массой автомобиля и углом подъема; Сила инерции покоя – при трогании и разгоне направлена против движения; Сила инерции движения – направлена по ходу движения; Центробежная сила – направлена по радиусу от центра кривой поворота и стремится снести автомобиль с дороги; Сила сопротивления воздуха – направлена против движения, величина зависит от обтекаемости автомобиля и скорости его движения; Сила давления сильного бокового ветра или аэродинамического влияния потоков воздуха от большого обгоняющего или обгоняемого автомобиля – стремится снести машину с дороги; зависит от парусности – боковой площади кузова; Подъемная сила – возникает при движении с большой скоростью от давления потока воздуха, попадающего под передок автомобиля, стремится оторвать колеса от дороги, ухудшая сцепление колес с дорогой и управляемость; Сила сцепления – зависит от нагрузки на ведущие колеса, состояния и качества дорожного покрытия, давления в шинах, скорости, степени износа протектора; Сила тяги – определяется величиной крутящего момента, переданного от трансмиссии на колеса, вызывает движение автомобиля за счет отталкивания колес от дороги ; Сила торможения – возникает при торможении двигателем или тормозными колодками.

Физика в профессии водителя Сила тяги должна быть больше силы инерции покоя, но меньше силы сцепления ведущих колес с дорогой – тогда движение автомобиля возможно. Если сила тяги на ведущих колесах больше силы сцепления этих колес с дорогой, колеса буксуют. Если сила сцепления колес с дорогой будет больше тормозной силы, то автомобиль затормаживается, если меньше – скользит юзом. Благодаря инерции движения автомобиль может двигаться на высокой скорости с незначительной подачей топлива (вот почему движение на постоянной скорости 80-90 км/час наиболее экономично), а также некоторое время с отключенным двигателем – накатом. Силе торможения помогают силы сопротивления качению, подъему, сопротивления воздуха, центробежная сила. Затрудняет торможение сила инерции движения, особенно растущая на уклоне. При торможении и при движении с уклона сила тяжести переносится вперед и создает продольный опрокидывающий момент, дополнительно нагружающий переднюю ось. Эту нагрузку используют для улучшения сцепления управляемых колес с дорогой на повороте, тормозя двигателем и поворачивая колеса. Величина центробежной силы зависит от скорости и веса автомобиля, а также радиуса поворота. Значит, уменьшить эту силу можно снижением скорости или увеличением радиуса поворота.

Физика в профессии водителя Знание законов физики в профессии водителя связано с устройством и работой двигателя автомобиля. Конструкторы повышают мощность двигателей, растет максимальная скорость машин, которую они способны развивать На щитке приборов перед водителем установлен спидометр и счетчик пройденного пути. Чем быстрее вращаются колеса автомобиля, тем на больший угол отклоняется стрелка спидометра от нулевого положения, показывая на шкале спидометра скорость движения автомобиля. Для изменения скорости движения автомобиля служит коробка передач. Принцип ее работы основан на зависимости скорости вращения вала от отношения радиусов шестерен, с помощью которых осуществляется вращение.

Явление инерции Современная автомобильная дорога – сложное сочетание инженерных сооружений. Она снабжена сигнальными знаками и указателями, наклонными виражами на поворотах, мостами вместо перекрестков. Дорожное движение регулируется знаками и правилами, в основе которых лежат физические законы движения. (знаки «Осторожно, дети!», «Крутой поворот», «Спуск», «Подъем»)

Сила трения Чтобы осуществить поворот, водитель при помощи рулевого управления должен повернуть передние колеса, и дорога сейчас же «отвечает» на поворот: возникает сила, приложенная со стороны дороги. Это – сила бокового трения, являющаяся равнодействующей всех сил, действующих на автомобиль, и вызывающая центростремительное ускорение.

Законы физики, необходимые водителю Законы термодинамики (работа двигателя) Законы трения Законы кинематики Законы Ньютона Явление инерции Центробежная сила Обтекаемая форма спортивных машин

История профессии крановщик С давних времен наиболее трудной и малопродуктивной работой считалась переноска и переброска с места на место, вверх и вниз массовых и тяжелых грузов. В Древнем мире для этого использовали рабов. Однако люди всегда пытались усовершенствовать эту тяжелую работу. Еще Пифагор (VI век до н. э.) первым придумал такое устройство, как "рычаг" для переброски грузов. После люди также изобретали различные приспособления. Еще не так давно кирпичи на стройке переносили и поднимали на леса специальные рабочие - козоносы (коза - специальный ящик для переноски кирпичей). Широкое использование кранов связано с переходом строительства на сборную систему и применением в строительстве больших железобетонных конструкций.

Законы физики, необходимые крановщику Закон равновесия рычага Золотое правило механики Законы Ньютона Законы электротехники, Законы кинематики, строповка (закрепление) грузов, знаковая и звуковая сигнализация, навыки вождения (в случае работы на автокране) техосмотр крана (проверка исправности и регулирование тормозов, крюков, крепления тросов, грузозахватных приспособлений, действия предохранительных устройств); установка крана на опоры; управление краном при помощи системы управления крана (рулевое колесо, рычаги, педали)

История профессии асфальтоукладчика Обычно в литературе искусственную укатку щебеночных одежд связывают с именем французского инженера Полонсо, применившего в 1829 г. вместо трамбования щебеночной россыпи 20-килограммовой трамбовкой, «которая уплотняла только поверхность», укатку 3-тонным катком, массу которого при последних проходах увеличивали до 4,5 т. Каток был сделан из дубовых брусьев, окованных железными обручами, диаметр вальца составлял 2,1 м, ширина— 1,6 м. Брусья имели в середине вогнутость, равную 3,2 см, предназначенную для того, чтобы при укатке формировалась цилиндрическая поверхность покрытия, а щебень не выжимался из-под катка в сторону. В боковых дисках катка были предусмотрены отверстия, через которые каток можно было заполнять песком или гравием, увеличивая его массу с 1,2 до 6 т. Расширению применения укатки способствовало появление паровых катков. В 1859 г. был выпущен каток Лемуана, имевший три вальца, расположенные один за другим. Передний и задний вальцы были меньшего диаметра, чем средний ведущий. Каток Баллезона был двухвальцовым. Начиная с катков Эвелинга и Портера, перешли к обычной трехвальцовой схеме. Оптимальная масса катков была найдена не сразу.

История профессии асфальтоукладчика В Швейцарии в 1721 г. близ г. Невшатель и в 1810 г. около г. Сейсель были открыты месторождения асфальтовых горных пород — известняков и песчаников, пропитанных битумом. Их начали разрабатывать для приготовления мастики для гидроизоляционных работ. Вскоре было замечено, что упавшие на дорогу во время перевозки куски асфальтовой породы при уплотнении проездом образуют твердый однородный слой. Это навело на мысль о постройке асфальтовых покрытий. В 1829 г. в г. Сейселе была построена пешеходная дорожка, а в 30-х годах сделаны первые попытки постройки асфальтовых покрытий. Соссени (Зоззепу) начал устраивать асфальтовые покрытия, нагревая асфальтовый известняк в котлах до температуры 150—170° С и добавляя к нему до 60% просушенного речного песка. Получаемую пластичную смесь разравнивали по прочному каменному основанию и уплотняли трамбованием. Международную известность получили первые покрытия, уложенные в Париже на площади Согласия и на террасе Зимнего Дворца в Петербурге.

Виды дорожных машин

Виды дорожных машин

Законы физики, необходимые асфальтоукладчику Законы Ньютона Закон давления Законы термодинамики Закон трения: Смесь, поступившая в бункер АСФАЛЬТОБЕТОНОУКЛАДЧИКА из самосвала, подаётся скребковыми питателями к шнекам, распределяющим её по ширине укладываемой полосы. Разравнивание и предварительное уплотнение смеси осуществляется трамбующим брусом, а отделка поверхности покрытия — выглаживающей плитой. Для предотвращения прилипания смеси плита обогревается специальным устройством. АСФАЛЬТОБЕТОНОУКЛАДЧИК, машина на гусеничном или колёсном ходу для распределения и укладки асфальтобетона и других битумоминеральных смесей

Физика и обувь Специалисты по ступне говорят, что удобная ходьба для ступни, это когда вес распределяется по всей площади ступни. Это закон физики о давлении. Уменьшение площади давления (как например, с высоким каблуком, то есть на какую-то часть давление больше, а на какую-то меньше), приводит к напряжению в ступне, появлению болезненных шпор, болей при сокращении мышц голеней.

Физика при пошиве зимней обуви При выборе зимней обуви надо учитывать, что теплее будет в просторной обуви, а не в тесной, так как в зимней обуви должно оставаться пространство между ногой и материалом, заполненное воздухом. Воздух обладает плохой теплопроводностью. В зимней обуви с подкладкой из натуральных материалов ногам также будет теплее. Мех между ворсинками содержит воздух. Трение подошв обуви о дороги, землю обеспечивают возможность передвижения хождения человека. Рисунок на подошве призван противостоять скольжению, поэтому, чем больше различные выступы, тем уверенней человек будет себя чувствовать. Главное преимущество резиновой подошвы – лучшее качество сцепления, зимняя обувь с такой подошвой меньше скользит.

Законы физики, необходимые производителям обуви второй закон термодинамики (теплопроводность материалов) закон всемирного притяжения законы трения, скольжения закон давления сопротивление материалов

Физика в профессии строителя мостов Известно, что в строительных сооружениях применяют балки и другие детали из фасованной стали: уголки, тавры, двутавры. Жесткость балки определяют профилем ее сечения и материалом. Деформацию изгиба значительно уменьшают разного рода подпоры. Колонны – это не только украшения, но и способ защитить сооружение от разрушения.

Физика в профессии строителя мостов Кроме колонн, деформацию изгиба уменьшают подкосы. Доска, переброшенная через ручей, значительно прогибается под тяжестью проходящих по ней людей. Наибольшее напряжение испытывает середина доски, поэтому в этом месте она чаще всего ломается. Если прибить к доске два подкоса, то жесткость ее значительно увеличивается. Строители всех времен и народов применяли сочетание сводов, арок, куполов. Такая форма значительно увеличивает жесткость изгибаемой балки.

Законы физики, необходимые строителям мостов Законы механики Закон Гука (жесткость, сопротивление материалов) законы статики законы трения законы давления законы устойчивости тела, имеющего площадь опоры (прочность конструкции во многом зависит от ее формы) явление резонанса

Значение физики в разных профессиях В настоящее время все больше и больше уделяется внимания подготовке высококвалифицированных специалистов, способных не только выполнять определенную работу, но и подходить к ней творчески. Каждый специалист должен уметь работать с необходимой для данной  профессии  техникой, а также понимать суть технологических процессов, поэтому знание законов физики является необходимостью при выборе любой профессии.