Mehhaanika
Eriõlgadega kang
50 N tõuge 2 m õlal tasakaalustab 100 N tõuke 1 m õlal — võrdsed jõumomendid (τ = r × F) erinevatest jõududest. Muuda üht jõudu omaduste paneelis, et seda kallutada.
Eriõlgadega kang — interaktiivne Mehhaanika simulatsioon. 50 N tõuge 2 m õlal tasakaalustab 100 N tõuke 1 m õlal — võrdsed jõumomendid (τ = r × F) erinevatest jõududest. Muuda üht jõudu omaduste paneelis, et seda kallutada. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Jõumoment ja kangid
Kang on tasakaalus, kui tugipunkti mõlemal poolel olevad jõumomendid on võrdsed — lühema õla jõud peavad olema suuremad, et pikka õlt tasakaalustada.
Jõumoment τ = r × F sõltub nii jõust kui õlast. Keskse tugipunktiga tasakaalustab 50 N jõud 2 m kaugusel tugipunktist 100 N jõu 1 m kaugusel: 50 × 2 = 100 × 1.
- 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
Selle kangi tugipunkt on keskel, nagu klassikalisel kangil — aga parem jõud rakendatakse vaid 1 m kaugusel tugipunktist, samas kui vasak jõud on 2 m kaugusel. Kui 50 N tõuge 2 m kaugusel tasakaalustatakse tõukega 1 m kaugusel, kas see jõud on suurem, sama või väiksem kui 50 N?
Kaalutavad ennustused
- Ta on suurem kui 50 N
- Ta on sama — 50 N
- Ta on väiksem kui 50 N
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 erinevate õlgadega kangi eelseadistus. Jäik tala on kinnitatud täpselt keskelt, nagu klassikaline kang — aga kaks allaatõuget rakendatakse erinevatel kaugustel: 2 m vasakul, 1 m paremal. 50 N allaatõuge lükkab 2 m märgil.
- Klõpsa talal vasakul jõunool ja pane tähele tema tugevus Omaduste paneelil, siis klõpsa paremal jõunool ja tee sama. Pane tähele, et kaks õlga on erineva pikkusega.
- 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. Erinevate õlgadega vajavad võrdsed jõumomendid erinevaid jõude — 50 N jõud 2 m kaugusel tugipunktist tasakaalustab 100 N jõu 1 m kaugusel, sest mõlemad teevad 100 N·m.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta igas reas käsitsi 1 m × Parem jõud − 2 m × Vasak jõud. Võrdle simulatsiooni Matemaatika paneelist loetud resultantjõumomendiga. Kas nad kattuvad?
- Reas 1 tasakaalustab 50 N tõuge 2 m õlal 100 N tõuke 1 m õlal — erinevad jõud, võrdsed jõumomendid. Mis peab jõu ja tema kauguse kohta tugipunktist kehtima, et kang tasakaalus oleks?
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Käru on samuti kang: sinu käed tõstavad käepidemeid umbes 2 m kaugusel rattast (tugipunkt), samas kui koorem istub rattale lähedal. Kui koorem kaalub 200 N ja istub 0,5 m kaugusel rattast, missugust ülespoole jõudu pead käepidemetele rakendama tasakaaluks? Mida vajaksid, kui koorem istuks salve kõige otsas?
- Küüsi tõmbav haamer, raudkang ja pähklipurd on kõik erinevate õlgadega kanged. Vali üks ja tuvasta tema tugipunkt, rakendatud jõud ja liigutatav koorem — siis selgita, miks lühike õlg on koorma poolel.
- 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 erinevate õlgadega kangi juurde
- Vali kang
- Vajuta Esita
- Erinevad õlad, võrdsed jõumomendid
- Ava andmed
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.