Epätasavipu: vipusuhte

1 · Ennusta

Tämän vivun tukipiste on keskellä, aivan kuten klassisessa vivussa – mutta oikea voima kohdistuu vain 1 m:n etäisyydelle tukipisteestä, kun taas vasen voima on 2 m:n päässä. Jos 50 N työntö 2 m:n etäisyydellä on tasapainotettu työnnöllä 1 m:n etäisyydellä, onko se voima suurempi, yhtä suuri vai pienempi kuin 50 N?

• Se on suurempi kuin 50 N
• Se on yhtä suuri – 50 N
• Se on pienempi kuin 50 N

2 · Kokoa

1. Avaa Epätasavipu-esiasetuksen. Jäykkä palkki on kiinnitetty tarkasta keskustaan, kuten klassisessa vivussa – mutta kaksi alaspäin suuntautuvaa voimaa kohdistuu eri etäisyyksille: 2 m vasemmalla, 1 m oikealla. 50 N alaspäin suuntautuva voima työntää 2 m merkinnässä.
2. Napsauta vasenta voimanuolta palkissa ja kirjaa sen suuruus Ominaisuudet-paneelissa, napsauta sitten oikeaa voimanuolta ja tee sama. Huomaa, että varret ovat eripituiset.
3. Jokaiselle alla olevalle riville aseta vasemman ja oikean voiman suuruudet Ominaisuudet-paneelissa täsmäämään, suorita simulaatio, valitse palkki ja lue τ = r × F -vääntöarvo matematiikkapaneelista.

3 · Kerää data

Kuvaa voimaero (oikea voima − vasen voima) x-akselille mitaamaasi resultanttivoimaa vasten y-akselille – muista, että varret ovat eripituiset, joten vääntö on 1 m × oikea voima − 2 m × vasen voima. Mitä kulmakerroin edustaa, ja missä viiva ylittää nollan?

4 · Analysoi

1. Jokaiselle riville laske 1 m × oikea voima − 2 m × vasen voima käsin. Vertaa sitä resultanttivoimaan, jonka luit simulaation matematiikkapaneelista. Ovatko ne yhtä suuret?
2. Rivillä 1 50 N työntö 2 m:n varrella tasapainottaa 100 N työnnön 1 m:n varrella – eri voimat, yhtä suuret väännöt. Minkä on oltava totta voimalle ja sen etäisyydelle tukipisteestä, jotta vipu on tasapainossa?

5 · Laajenna

1. Kottikärryt ovat myös vipu: käsivarret nostavat kahvoja noin 2 m:n etäisyydellä pyörästä (tukipisteestä), kun taas kuorma on lähellä pyörää. Jos kuorma painaa 200 N ja on 0.5 m:n etäisyydellä pyörästä, minkä suuruinen ylöspäin suuntautuva voima sinun on kohdistettava kahvoihin sen tasapainottamiseksi? Mitä tarvitsisit, jos kuorma olisi astian hyvin päädyssä?
2. Kynsinaulapihti naulaa vetämässä, kaulin ja pähkinänsärkijä ovat kaikki vivut eripituisilla varsilla. Valitse yksi ja tunnista sen tukipiste, kohdistettu voima ja siirtämä kuorma – selitä sitten, miksi lyhyt varsi on kuorman puolella.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia