Механика
Неравнораменен лост
Сила от 50 N на рамо от 2 m уравновесява сила от 100 N на рамо от 1 m — равни моменти (τ = r × F) от неравни сили. Промени една сила в панела Свойства, за да го наклониш.
Неравнораменен лост — интерактивна симулация Механика. Сила от 50 N на рамо от 2 m уравновесява сила от 100 N на рамо от 1 m — равни моменти (τ = r × F) от неравни сили. 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 уравновесява, когато моментите от двете страни на опората са равни — силите на по-късо рамо трябва да са по-големи, за да уравновесят по-дълго рамо.
Моментът τ = r × F зависи и от силата, и от рамото. При центрирана опора сила от 50 N на 2 m от опората уравновесява сила от 100 N на 1 m от опората: 50 × 2 = 100 × 1.
- 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
Опората на този лост е центрирана, точно като класическия — но дясната сила е приложена едва на 1 m от опората, докато лявата е на 2 m. Ако бутане 50 N на разстояние 2 m се уравновесява от бутане на 1 m, по-голяма ли е тази сила, същата или по-малка от 50 N?
Предсказвания за преценка
- По-голяма е от 50 N
- Същата е — 50 N
- По-малка е от 50 N
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 неравнораменен лост. Твърда греда е закована точно в центъра си, като класическия лост — но двете надолу сили са приложени на различни разстояния: 2 m отляво, 1 m отдясно. Надолу сила 50 N бута на отбелязката 2 m.
- Щракни лявата стрелка на силата на гредата и отбележи големината ѝ в панела Свойства, после щракни дясната и направи същото. Забележи, че двете рамена са с различна дължина.
- 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 на действие на силата. При неравни рамена равните моменти се нуждаят от неравни сили — сила 50 N на 2 m от опората уравновесява сила 100 N на 1 m, защото и двете правят 100 N·m.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За всеки ред изчисли на ръка 1 m × Дясна сила − 2 m × Лява сила. Сравни с нетния момент от панела Математика. Съвпадат ли?
- В ред 1 бутането 50 N на рамо 2 m уравновесява бутането 100 N на рамо 1 m — различни сили, равни моменти. Какво трябва да е вярно за сила и разстоянието ѝ от опората, за да се уравновесява лост?
Къде това се появява извън лабораторията
- Количката за торове също е лост: ръцете ти вдигат дръжките на около 2 m от колелото (опората), докато товарът седи близо до колелото. Ако товарът тежи 200 N и седи на 0.5 m от колелото, каква възходяща сила трябва да приложиш на дръжките за баланс? Какво би ти трябва, ако товарът седеше на самия край на коритото?
- Чук с куки за вадене на пирон, лост и щипка за орехи са всички лостове с неравни рамена. Избери един и идентифицирай опората, приложената сила и товара — после обясни защо късото рамо е от страната на товара.
- 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 неравнораменния лост
- Избери лоста
- Натисни Пусни
- Неравни рамена, равни 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 →