Nerovnoramenná páka: mechanická výhoda

1 · Predikuj

Bod otáčení této páky je středový jako u klasické páky — ale pravá síla působí jen 1 m od bodu otáčení, zatímco levá 2 m. Když tlak 50 N na vzdálenosti 2 m vyvažuje tlak na vzdálenosti 1 m, je tato síla větší, stejná, nebo menší než 50 N?

• Je větší než 50 N
• Je stejná — 50 N
• Je menší než 50 N

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu Nerovnoramenná páka. Tuhý trám je upevněn přesně ve středu jako u klasické páky — ale dvě síly dolů působí v různých vzdálenostech: 2 m vlevo, 1 m vpravo. Síla 50 N dolů tlačí na značce 2 m.
2. Klikni na levou šipku síly na trámu a poznamenej její velikost v panelu Vlastnosti, pak klikni na pravou šipku síly a udělej totéž. Všimni si, že ramena mají různé délky.
3. Pro každý řádek níže nastav v panelu Vlastnosti velikosti levé a pravé síly, spusť simulaci, vyber trám a přečti hodnotu momentu τ = r × F z panelu Matematika.

3 · Sbírej data

Vynes rozdíl sil (pravá síla − levá síla) na osu x proti naměřenému výslednému momentu na osu y — pamatuj, že ramena jsou různá, takže moment je 1 m × pravá síla − 2 m × levá síla. Co představuje směrnice a kde čára protíná nulu?

4 · Analyzuj

1. Pro každý řádek spočti ručně 1 m × pravá síla − 2 m × levá síla. Porovnej s výsledným momentem přečteným z panelu Matematika simulace. Souhlasí?
2. V řádku 1 vyvažuje tlak 50 N na rameni 2 m tlak 100 N na rameni 1 m — různé síly, stejné momenty. Co musí platit o síle a její vzdálenosti od bodu otáčení, aby se páka vyvažovala?

5 · Rozšiř

1. Kolečko je taky páka: tvé ruce zvedají řidítka asi 2 m od kola (bod otáčení), zatímco břemeno sedí blízko kola. Kdyby břemeno vážilo 200 N a sedělo 0.5 m od kola, jakou vzhůru mířící silou musíš působit na řidítka, abys ho vyvažil? Co bys potřeboval, kdyby břemeno sedělo úplně na konci korby?
2. Karimule tažící hřebík, páčidlo i louskáček jsou páky s nerovnými rameny. Vyber jednu, urči její bod otáčení, působící sílu a břemeno, které hýbe — pak vysvětli, proč krátké rameno je na straně břemene.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky