Mehanika
Poluga s nejednakim krakovima
Potisak od 50 N na kraku od 2 m uravnotežuje potisak od 100 N na kraku od 1 m — jednaki momenti (τ = r × F) iz nejednakih sila. Promijeni jednu silu u ploči Svojstva da vidiš kako se nagne.
Poluga s nejednakim krakovima — interaktivna simulacija: Mehanika. Potisak od 50 N na kraku od 2 m uravnotežuje potisak od 100 N na kraku od 1 m — jednaki momenti (τ = r × F) iz nejednakih sila. Promijeni jednu silu u ploči Svojstva da vidiš kako se nagne. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Moment sile i poluge
Poluga je u ravnoteži kad su momenti s obje strane oslonca jednaki — sile na kraćem kraku moraju biti veće da izjednače dulji krak.
Moment τ = r × F ovisi i o sili i o kraku. Uz središnji oslonac, sila od 50 N na 2 m od oslonca uravnotežuje silu od 100 N na 1 m od oslonca: 50 × 2 = 100 × 1.
- τ = rF sin θ
- Στ = 0 pri ravnoteži
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Oslonac ove poluge je u sredini, baš kao kod klasične poluge — ali desna sila primjenjuje se samo 1 m od oslonca dok je lijeva 2 m daleko. Ako je potisak od 50 N na udaljenosti 2 m uravnotežen potiskom na udaljenosti 1 m, je li ta sila veća, ista ili manja od 50 N?
Predviđanja za odvagnuti
- Veća je od 50 N
- Ista je — 50 N
- Manja je od 50 N
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Lijeva sila (N)
- Desna sila (N)
Što mjeriš:
- Rezultantni moment (iz simulacije) (N·m)
- τ = r × F (izračunato) (N·m)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav Poluga s nejednakim krakovima. Kruta greda prikovana je točno u sredini, poput klasične poluge — ali dvije silazne sile primjenjuju se na različitim udaljenostima: 2 m lijevo, 1 m desno. Silazna sila od 50 N gura na oznaci 2 m.
- Klikni lijevu strelicu sile na gredi i zabilježi njezinu jakost u ploči Svojstva, a zatim klikni desnu strelicu sile i učini isto. Primijeti da su dva kraka različitih duljina.
- Za svaki redak dolje postavi jakosti lijeve i desne sile u ploči Svojstava tako da odgovaraju, pokreni simulaciju, odaberi gredu i očitaj vrijednost momenta τ = r × F iz ploče Matematika.
Odgovarajuća jednadžba
Moment sile — τ = r × F
Moment je okretni učinak sile oko oslonca: τ = r × F, gdje je r udaljenost od oslonca do mjesta djelovanja sile. S nejednakim krakovima, jednaki momenti trebaju nejednake sile — sila od 50 N na 2 m od oslonca uravnotežuje silu od 100 N na 1 m, jer obje daju 100 N·m.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za svaki redak izračunaj ručno 1 m × Desna sila − 2 m × Lijeva sila. Usporedi s rezultantnim momentom pročitanim iz ploče Matematika simulacije. Podudaraju li se?
- U retku 1 potisak od 50 N na kraku od 2 m uravnotežuje potisak od 100 N na kraku od 1 m — različite sile, jednaki momenti. Što mora vrijediti za silu i njezinu udaljenost od oslonca da bi se poluga uravnotežila?
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Tačke su također poluga: tvoje ruke dižu ručke oko 2 m od kotače (oslonca) dok teret sjedi blizu kotača. Ako teret teži 200 N i sjedi 0.5 m od kotača, koju uzlaznu silu moraš primijeniti na ručkama za ravnotežu? Što bi trebao kad bi teret sjedio na samom kraju korita?
- Čekić s klještima koji vadi čavao, poluga za podizanje i oraščići za orasi sve su poluge s nejednakim krakovima. Odaberi jednu i odredi njezin oslonac, primijenjenu silu i teret koji pomiče — zatim objasni zašto je kratki krak na strani tereta.
- 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
- Dobro došli u polugu s nejednakim krakovima
- Odaberi polugu
- Pritisni Pokreni
- Nejednaki krakovi, jednaki momenti
- Otvori podatke
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →