Mechanika
Egyenlő karú emelő
Két egyenlő erő nyom lefelé mindkét végen. Egyenlő karok + egyenlő erők → a forgásnyomatékok kioltják egymást (τ = r × F) → az emelő vízszintes marad. Változtass egy erőt a Tulajdonságok panelen, hogy billenni lásd.
Egyenlő karú emelő — interaktív Mechanika szimuláció. Két egyenlő erő nyom lefelé mindkét végen. Egyenlő karok + egyenlő erők → a forgásnyomatékok kioltják egymást (τ = r × F) → az emelő vízszintes marad. Változtass egy erőt a Tulajdonságok panelen, hogy billenni lásd. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Forgatónyomaték és emelők
Az emelő akkor fordul, ha a forgatónyomaték nulla nem. A forgásponttól távolabbi erők nagyobb forgatónyomatékot adnak azonos nagyságnál.
A τ = r × F forgatónyomaték az erőtől és a kar hosszától is függ. Egyforma erők azonos távolságban, ellentétes oldalokon kiegyensúlyozhatnak; a távolság vagy az erő változtatása billenti az emelőt.
- τ = rF sin θ
- Στ = 0 egyensúlyban
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Egy emelő a pontos közepén van rögzítve, mindkét végén lefelé irányuló erő hat, a forgásponttól azonos távolságra. Ha az egyik oldal nagyobb erőt fejt ki, mint a másik, az emelő az erősebb tolás, a gyengébb tolás felé billen, vagy kiegyensúlyozott marad, bármilyen erőkkel?
Mérlegelendő jóslatok
- Az erősebb tolás felé billen
- Kiegyensúlyozott marad, bármilyen erők hatnak
- A gyengébb tolás felé billen
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Bal erő (N)
- Jobb erő (N)
Amit mérsz:
- Eredő forgatónyomaték (a szimulációból) (N·m)
- τ = r × F (számított) (N·m)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg az Emelő előbeállítást. Egy merev gerenda a pontos közepén van rögzítve; 50 N-os lefelé irányuló erő hat 2 m-re a forgásponttól mindkét végen.
- Kattints a bal erőnyílra a gerendán, és jegyezd fel a nagyságát a Tulajdonságok panelen, majd ugyanezt tedd a jobb erőnyíllal.
- Minden alábbi sorhoz állítsd be a bal és jobb erő nagyságát a Tulajdonságok panelen, futtasd a szimulációt, válaszd ki a gerendát, és olvasd le a τ = r × F forgatónyomaték-értéket a Matek panelről.
Vezéregyenlet
Forgatónyomaték — τ = r × F
A forgatónyomaték egy erő forgáspont körüli forgató hatása: τ = r × F, ahol r a forgásponttól az erő hatáspontjáig mért távolság. Az emelő akkor kiegyensúlyozott, amikor a két oldal forgatónyomatékai kioltják egymást — egyenlő erők egyenlő távolságokban, vagy egyenlőtlen erők fordítottan arányos távolságokban.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Minden sornál számítsd ki kézzel a 2 m × (Jobb erő − Bal erő)-t. Hasonlítsd a szimuláció Matek paneljéről olvasott eredő forgatónyomatékhoz. Egyeznek?
- Az 1. sorban a két erő egyenlő, és az emelő vízszintes marad. Mit mond ez el arról, hogyan kell viszonyulniuk az erőknek és karhosszaknak, hogy bármelyik emelő kiegyensúlyozzon?
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- A valódi emelők — például egy hinta, amelyen két különböző súlyú gyerek ül — gyakran egyenlőtlen karhosszakat igényelnek az egyensúlyhoz, nem egyenlőtlen erőket. Ha a jobb oldal ereje 50 N-on marad, de a forgásponttól való távolsága 4 m-re duplázódik, milyen erő kellene a bal karra (még mindig 2 m-re) az egyensúlyhoz?
- Egy csavarkulcs, egy sörnyitó és egy olló mind emelő. Válassz egyet, és azonosítsd a forgáspontját, az alkalmazott erőt és a mozgatott terhet — majd magyarázd meg, miért könnyíti meg a használatot a hosszabb nyél.
- 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
- Üdv az Emelőnél
- Válaszd ki az emelőt
- Nyomd meg az Indítást
- Forgatónyomatékok kiegyensúlyozása
- Nyisd meg az adatokat
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Forgatónyomaték és az emelőtörvény