Torque at Lever Law
Lever Law
Ang kakayahan ng force na paikutin ang isang bagay sa pivot ay nakadepende sa gaano kalakas ka pumipiga at gaano kalayo sa pivot ka pumipiga. Ang parehong force na inilalapat nang mas malayo sa pivot ay gumagawa ng mas maraming turning power, kaya nga ang mahabang wrench ay mas madaling magpapaluwag sa matigas na bolts kaysa maikli.
Ang Formula
τ = r · F
- τ — torke (N·m): ang turning power ng force sa pivot
- r — braso ng lever (m): ang distansya mula sa pivot hanggang sa kung saan inilalapat ang force
- F — puwersa (N): ang tulak o hilik na inilalapat patayo sa lever arm
Halimbawang Nalutas
Pumipiga ka nang patayo sa wrench sa puntos na 0.5 metro mula sa bolts, nang may force na 20 N. Magklang torque ang iyong inilalapat?
- r = 0.5 m
- F = 20 N
- τ = r · F
- τ = 0.5 m × 20 N
τ = 10 N·m
Subukin ang iyong sarili
Ang parehong 20 N na force ay inilalapat ngayon sa lever arm na 1 metro sa halip na 0.5 metro. Ano ang bagong torque?
- 10 N·m
- Tamang sagot: 20 N·m
- 40 N·m
Tama! Tuwirang sumusunod ang torque sa lever arm: 1 m × 20 N = 20 N·m.
Ang 40 N na bigat ay nakaupo sa 1 metro mula sa pivot sa isang side ng see-saw. Magklang force ang kailangan sa 2 metro mula sa pivot sa kabila para balansehin ito?
- Tamang sagot: 20 N
- 40 N
- 80 N
Eksakto — ang balanse ay nangangahulugang r₁F₁ = r₂F₂: 1 m × 40 N = 2 m × F₂, kaya F₂ = 20 N.
Saan Mo Ito Makikita
Ang isang mahaba na wrench ay mas madaling gumigil ng isang nakadikit na bolt kaysa sa maikling isa, ang isang doorknob ay umipon sa malayo mula sa hinge kaya ang maliit na push ay nagpapaikot ng isang mabigat na pinto, at ang isang see-saw ay nag-balance kung ang isang magaang tao ay umipon sa mas malayo mula sa pivot kaysa sa isang mabigat. Lahat ng tatlong ito ay ang parehong panuntunan: ang puwersa na inilapat sa mas malayo mula sa isang pivot ay may mas maraming turning effect.
Karaniwang Mga Pagkakamali
Madaling isipin na ang mas malaking puwersa ay laging nanalo sa isang pivot, pero ang mas maliit na puwersa na inilapat sa mas malayo ay maaaring malalampas ang mas malaking puwersa na inilapat malapit — iyan ang buong punto ng isang lever. Ang mga estudyante ay nag-oover-extend din ng ideya: tanging ang sangkap ng puwersa na perpendikular sa lever arm ang nag-aambag sa torque, kaya ang isang puwersa na nagtutulak direkta sa kahabang braso patungo sa pivot ay walang nagiging puwersa sa lahat.
Paano Ito Konektado
Ang torque ay ang rotational na kapatid ng pangalawang batas ni Newton — ang puwersa ay nagiging linear acceleration, ang torque ay nagiging rotational acceleration, na may parehong pinagbabatihang logic. Ang centripetal force, susunod, ay bumabalik sa straight-line Newtonian force ngunit para sa espesyal na kaso ng isang bagay na gumagalaw sa isang bilog sa halip na umiikot sa isang fixed pivot.