Tuas: Menyeimbangkan Torsi

1 · Memprediksi

Sebuah tuas dipasang tepat di tengahnya, dengan tekanan ke bawah diterapkan pada setiap ujungnya, dengan jarak yang sama dari poros. Jika satu sisi mendorong lebih keras dari sisi lainnya, apakah tuas akan mengarah ke arah dorongan yang lebih kuat, ke arah dorongan yang lebih lemah, atau tetap seimbang apa pun yang terjadi?

2 · Pengaturan

  1. Buka preset Tuas. Sebuah balok kaku disematkan di tengahnya; gaya ke bawah 50 N diterapkan 2 m dari poros di setiap ujungnya.
  2. Klik panah gaya kiri pada balok dan catat kekuatannya di Panel properti, lalu klik panah gaya kanan dan lakukan hal yang sama.
  3. Untuk setiap baris di bawah, atur kuat gaya kiri dan kanan di Panel properti agar sesuai, jalankan simulasi, pilih balok, dan baca nilai torsi τ = r × F dari panel Math.

3 · Kumpulkan Data

Gaya Kiri (N)Gaya Kanan (N)Torsi Bersih (dari sim) (N·m)τ = r × F (dihitung) (N·m)
50.0050.00
50.0080.00
70.0040.00

Plot perbedaan gaya (Gaya Kanan - Gaya Kiri) pada sumbu x terhadap torsi total yang Anda ukur pada sumbu y. Apa yang dimaksud dengan kemiringan dan di manakah garis tersebut memotong titik nol?

4 · Analisis

  1. Untuk setiap baris, hitung 2 m × (Gaya Kanan − Gaya Kiri) dengan tangan. Bandingkan dengan torsi bersih yang Anda baca dari panel Matematika sim. Apakah mereka cocok?
  2. Pada baris 1 kedua gaya sama besar dan tuas tetap sejajar. Apa yang dapat Anda ketahui dari hal ini tentang bagaimana gaya dan panjang lengan harus berhubungan agar tuas dapat seimbang?

5 · Perluas

  1. Pengungkit sebenarnya - seperti jungkat-jungkit dengan dua pengendara dengan berat berbeda - sering kali memerlukan panjang lengan yang tidak sama, bukan gaya yang tidak sama, untuk menyeimbangkan. Jika gaya pada sisi kanan tetap sebesar 50 N tetapi jaraknya dari poros menjadi dua kali lipat menjadi 4 m, berapakah gaya pada lengan kiri (masih 2 m) yang diperlukan untuk menyeimbangkannya?
  2. Kunci pas, pembuka botol, dan gunting semuanya merupakan pengungkit. Pilih salah satu dan kenali porosnya, gaya yang diterapkan, dan beban yang dipindahkannya — lalu jelaskan mengapa pegangan yang lebih panjang membuatnya lebih mudah digunakan.

Fisika di Balik Eksperimen Ini

Torsi

Torsi adalah efek putaran suatu gaya terhadap suatu poros: τ = r × F, dengan r adalah jarak dari poros ke tempat gaya bekerja. Sebuah tuas akan seimbang ketika torsi dari kedua sisi dihilangkan — gaya yang sama pada jarak yang sama, atau gaya yang tidak sama pada jarak yang berbanding terbalik.

← Kembali ke eksperimen

Mekanika

138 Lembar Kerja Laboratorium Fisika Gratis yang Bisa Dicetak