Mehhaanika
Võrdsete õlgadega kang
Kaks võrdset jõudu suruvad mõlemast otsast alla. Võrdsed õlad + võrdsed jõud → jõumomendid tühistuvad (τ = r × F) → kang jääb tasakaalu. Muuda üht jõudu omaduste paneelis, et seda kallutada.
Võrdsete õlgadega kang — interaktiivne Mehhaanika simulatsioon. Kaks võrdset jõudu suruvad mõlemast otsast alla. Võrdsed õlad + võrdsed jõud → jõumomendid tühistuvad (τ = r × F) → kang jääb tasakaalu. Muuda üht jõudu omaduste paneelis, et seda kallutada. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Jõumoment ja kangid
Kang pöörab, kui resultanterjõumoment pole null. Tugipunktist kaugemal rakendatud jõud annavad sama suuruse korral suuremaid jõumomente.
Jõumoment τ = r × F sõltub nii jõust kui õlast. Võrdsed jõud võrdsetel kaugustel vastaskülgedel saavad tasakaalustada; kauguse või jõu muutmine kang kallutab.
- τ = rF sin θ
- Στ = 0 tasakaalus
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Kang on kinnitatud täpselt oma keskelt, iga otsa külge rakendatud allaatõuge, samal kaugusel tugipunktist. Kui üks pool lükkab kõvemini kui teine, kas kang kaldub tugevama tõuke poole, nõrgema poole või jääb tasakaalu ükskõik mida?
Kaalutavad ennustused
- Ta kaldub tugevama tõuke poole
- Ta jääb tasakaalu ükskõik missuguste jõududega
- Ta kaldub nõrgema tõuke poole
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Vasak jõud (N)
- Parem jõud (N)
Mida sa mõõdad:
- Resultantjõumoment (simulatsioonist) (N·m)
- τ = r × F (arvutatud) (N·m)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava kangi eelseadistus. Jäik tala on kinnitatud keskelt; 50 N allaatõuge rakendatakse 2 m kaugusel tugipunktist kummalgi otsal.
- Klõpsa talal vasakul jõunool ja pane tähele tema tugevus Omaduste paneelil, siis klõpsa paremal jõunool ja tee sama.
- Sea allpool iga rea jaoks vasaku ja parema jõu tugevused Omaduste paneelil vastavaks, jooksuta simulatsioon, vali tala ja loe τ = r × F jõumomendi väärtus Matemaatika paneelilt.
Juhtiv võrrand
Jõumoment — τ = r × F
Jõumoment on jõu pöörav toime tugipunkti ümber: τ = r × F, kus r on kaugus tugipunktist jõu rakenduskohani. Kang on tasakaalus, kui mõlema poole jõumomendid tühistuvad — võrdsed jõud võrdsetel kaugustel või erinevad jõud pöördvõrdeliste kauguste korral.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta igas reas käsitsi 2 m × (Parem jõud − Vasak jõud). Võrdle simulatsiooni Matemaatika paneelist loetud resultantjõumomendiga. Kas nad kattuvad?
- Reas 1 on kaks jõudu võrdsed ja kang jääb tasasele. Mida see ütleb selle kohta, kuidas jõud ja õlgade pikkused peavad seostuma, et mis tahes kang tasakaalus oleks?
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Päris kanged — nagu kiik kahe erineva kaaluga sõitjaga — vajavad tasakaaluks sageli erinevaid õlgade pikkusi, mitte erinevaid jõude. Kui parema poole jõud jääks 50 N-ks, aga tema kaugus tugipunktist kahekordistuks 4 m-ni, missugune jõud vasakul õlal (ikka 2 m) oleks vaja tasakaaluks?
- Mutrivõti, pudeliavaja ja käärid on kõik kanged. Vali üks ja tuvasta tema tugipunkt, rakendatud jõud ja liigutatav koorem — siis selgita, miks pikem käepide teeb ta kasutamise lihtsamaks.
- 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
- Tere tulemast kangi juurde
- Vali kang
- Vajuta Esita
- Tasakaalustavad jõumomendid
- Ava andmed
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.