Mecànica
Palanca de braços desiguals
Una empenta de 50 N en el braç de 2 m equilibra una empenta de 100 N en el braç d'1 m: moments iguals (τ = r × F) amb forces desiguals. Canvia una força al panell de Propietats per veure com bascula.
Palanca de braços desiguals — simulació interactiva de Mecànica. Una empenta de 50 N en el braç de 2 m equilibra una empenta de 100 N en el braç d'1 m: moments iguals (τ = r × F) amb forces desiguals. Canvia una força al panell de Propietats per veure com bascula. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Moment i palanques
Una palanca s'equilibra quan els moments a tots dos costats del pivot són iguals: les forces en un braç més curt han de ser més grans per igualar un braç més llarg.
El moment τ = r × F depèn de la força i del braç. Amb el pivot centrat, una força de 50 N a 2 m del pivot equilibra una força de 100 N a 1 m del pivot: 50 × 2 = 100 × 1.
- τ = rF sin θ
- Στ = 0 en equilibri
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
El pivot d'aquesta palanca és centrat, igual que el de la palanca clàssica, però la força dreta s'aplica només a 1 m del pivot mentre l'esquerra és a 2 m. Si una empenta de 50 N a la distància de 2 m queda equilibrada per una empenta a la distància d'1 m, és aquella força més gran, igual o més petita que 50 N?
Prediccions a valorar
- És més gran que 50 N
- És la mateixa: 50 N
- És més petita que 50 N
Rols de les variables
El que tu defines:
- Força esquerra (N)
- Força dreta (N)
El que tu mesures:
- Moment resultant (de la sim) (N·m)
- τ = r × F (calculat) (N·m)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit de la Palanca desigual. Una biga rígida està clavada al seu centre exacte, com la palanca clàssica, però les dues forces cap avall s'apliquen a distàncies diferents: 2 m a l'esquerra, 1 m a la dreta. Una força de 50 N cap avall empeny a la marca de 2 m.
- Fes clic a la fletxa de força esquerra de la biga i anota'n la força al panell de Propietats; després fes el mateix amb la fletxa de la dreta. Fixa't que els dos braços tenen longituds diferents.
- Per a cada fila de sota, defineix les forces esquerra i dreta al panell de Propietats, executa la simulació, selecciona la biga i llegeix el valor del moment τ = r × F del panell Matemàtiques.
Equació governant
Moment — τ = r × F
El moment és l'efecte giratori d'una força sobre un pivot: τ = r × F, on r és la distància del pivot al punt on actua la força. Amb braços desiguals, moments iguals necessiten forces desiguals: una força de 50 N a 2 m del pivot equilibra una de 100 N a 1 m, perquè totes dues fan 100 N·m.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a cada fila, calcula a mà 1 m × Força dreta − 2 m × Força esquerra. Compara-ho amb el moment resultant llegit al panell Matemàtiques. Coincideixen?
- A la fila 1 l'empenta de 50 N al braç de 2 m equilibra l'empenta de 100 N al braç d'1 m: forces diferents, moments iguals. Què ha de ser cert sobre una força i la seva distància al pivot perquè una palanca s'equilibri?
On apareix això més enllà del laboratori
- Una carretilla també és una palanca: els teus braços aixequen els mànecs a uns 2 m de la roda (el pivot) mentre la càrrega seu a prop de la roda. Si la càrrega pesa 200 N i seu a 0,5 m de la roda, quina força cap amunt has d'aplicar als mànecs per equilibrar-la? I què caldria si la càrrega seies al mateix extrem de la caixa?
- Un martell d'ungles traient un clau, una palanca de ferro i un trencanous són totes palanques de braços desiguals. Tria'n una i identifica'n el pivot, la força aplicada i la càrrega que mou — i després explica per què el braç curt és el del costat de la càrrega.
- 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
- Benvingut a Palanca desigual
- Selecciona la palanca
- Prem Reprodueix
- Braços desiguals, moments iguals
- Obre les dades
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →
Moment i la llei de la palanca