Механика
Равнораменен лост
Две равни сили натискат надолу двата края. Равни рамена + равни сили → моментите се уравновесяват (τ = r × F) → лостът остава хоризонтален. Промени една сила в панела Свойства, за да го наклониш.
Равнораменен лост — интерактивна симулация Механика. Две равни сили натискат надолу двата края. Равни рамена + равни сили → моментите се уравновесяват (τ = r × F) → лостът остава хоризонтален. Промени една сила в панела Свойства, за да го наклониш. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Момент и лостове
Лост се върти, когато нетният момент е различен от нула. Сили по-далеч от опората произвеждат по-големи моменти при същата големина.
Моментът τ = r × F зависи и от силата, и от рамото. Равни сили на равни разстояния от противоположни страни могат да се уравновесят; промяната на разстояние или сила накланя лоста.
- τ = rF sin θ
- Στ = 0 при равновесие
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Лост е закован точно в центъра си, с надолу натиск на всеки край, на еднакво разстояние от опората. Ако едната страна натиска по-силно от другата, наклонява ли лостът към по-силния натиск, към по-слабия, или остава балансиран независимо какво?
Предсказвания за преценка
- Наклонява към по-силния натиск
- Остава балансиран независимо от силите
- Наклонява към по-слабия натиск
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Лява сила (N)
- Дясна сила (N)
Какво измерваш:
- Нетен момент (от симулацията) (N·m)
- τ = r × F (изчислено) (N·m)
Как протича изследването
- Отвори настройката лост. Твърда греда е закована в центъра си; надолу сила 50 N е приложена на 2 m от опората на всеки край.
- Щракни лявата стрелка на силата на гредата и отбележи големината ѝ в панела Свойства, после щракни дясната стрелка на силата и направи същото.
- За всеки ред долу задай големините на лявата и дясната сила в панела Свойства, пусни симулацията, избери гредата и прочети стойността на момента τ = r × F от панела Математика.
Управляващо уравнение
Момент — τ = r × F
Моментът е въртящият ефект на сила около опора: τ = r × F, където r е разстоянието от опората до мястото, където силата действа. Лост се уравновесява, когато моментите от двете страни се съкращават — равни сили на равни разстояния, или неравни сили на обратно пропорционални разстояния.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За всеки ред изчисли на ръка 2 m × (Дясна сила − Лява сила). Сравни с нетния момент, прочетен от панела Математика. Съвпадат ли?
- В ред 1 двете сили са равни и лостът остава хоризонтален. Какво ти казва това за това как сили и рамена трябва да са свързани, за да се уравновесява лост?
Къде това се появява извън лабораторията
- Истинските лостове — като люлка с двама ездачи с различно тегло — често се нуждаят от неравни рамена, а не неравни сили, за баланс. Ако силата отдясно останеше 50 N, но разстоянието ѝ от опората се удвоеше до 4 m, каква сила наляво (пак на 2 m) би била нужна за баланс?
- Гаечен ключ, отварачка за бутилки и ножица са всички лостове. Избери един и идентифицирай опората, приложената сила и товара, който мести — после обясни защо по-дълга дръжка го прави по-лесен за ползване.
- AP Physics 1 — Unit 5: Torque and Rotational Dynamics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 5: Torque and Rotational Dynamics
- IB Physics — A.4 Rigid body mechanics
- General High School Physics — Rotation, gravitation & orbits
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- Добре дошъл при лоста
- Избери лоста
- Натисни Пусни
- Уравновесяване на моменти
- Отвори данните
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →