Meccanica
Leva a bracci disuguali
Una spinta di 50 N sul braccio da 2 m bilancia una spinta di 100 N sul braccio da 1 m — momenti uguali (τ = r × F) da forze disuguali. Cambia una forza nella scheda Configurazione per vederla inclinarsi.
Leva a bracci disuguali — simulazione interattiva (Meccanica). Una spinta di 50 N sul braccio da 2 m bilancia una spinta di 100 N sul braccio da 1 m — momenti uguali (τ = r × F) da forze disuguali. Cambia una forza nella scheda Configurazione per vederla inclinarsi. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Momento e leve
Una leva è in equilibrio quando i momenti dai due lati del perno sono uguali: le forze sul braccio più corto devono essere maggiori per bilanciare il lungo.
Il momento τ = r × F dipende sia dalla forza sia dal braccio. Con il perno centrato, una forza di 50 N a 2 m dal perno bilancia una forza di 100 N a 1 m dal perno: 50 × 2 = 100 × 1.
- τ = rF sin θ
- Στ = 0 all'equilibrio
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Il perno di questa leva è centrato come nella leva classica, ma la forza destra è applicata solo a 1 m dal perno mentre la sinistra sta a 2 m. Se una spinta di 50 N a 2 m è bilanciata da una spinta a 1 m, quella forza è maggiore, uguale o minore di 50 N?
Previsioni da valutare
- È maggiore di 50 N
- È uguale: 50 N
- È minore di 50 N
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Forza sinistra (N)
- Forza destra (N)
Cosa misuri:
- Momento risultante (dalla sim) (N·m)
- τ = r × F (calcolata) (N·m)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset Leva a bracci disuguali. Un'asta rigida è vincolata esattamente al centro, come la leva classica, ma le due forze verso il basso sono applicate a distanze diverse: 2 m a sinistra, 1 m a destra. Una forza di 50 N spinge al segno dei 2 m.
- Clicca la freccia di forza sinistra e annotane l'intensità nel pannello Proprietà, poi fai lo stesso con la destra. Nota che i due bracci hanno lunghezze diverse.
- Per ogni riga sotto, imposta le intensità di forza sinistra e destra nella scheda Configurazione perché coincidano, avvia la simulazione, seleziona l'asta e leggi il valore del momento τ = r × F dal pannello Matematica.
Equazione che governa
Momento della forza — τ = r × F
Il momento è l'effetto di rotazione di una forza rispetto a un perno: τ = r × F, dove r è la distanza dal perno al punto di applicazione della forza. Con bracci disuguali, momenti uguali richiedono forze disuguali — una forza di 50 N a 2 m dal perno bilancia una forza di 100 N a 1 m, perché entrambe fanno 100 N·m.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per ogni riga calcola a mano 1 m × forza destra − 2 m × forza sinistra. Confrontalo col momento dal pannello Matematica. Combaciano?
- Nella riga 1 la spinta di 50 N sul braccio da 2 m bilancia quella di 100 N sul braccio da 1 m: forze diverse, momenti uguali. Cosa deve valere per una forza e la sua distanza dal perno perché la leva sia in equilibrio?
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- Anche una carriola è una leva: le tue braccia sollevano i manici a circa 2 m dalla ruota (il perno) mentre il carico sta vicino alla ruota. Se il carico pesa 200 N e sta a 0.5 m dalla ruota, quale forza verso l'alto devi applicare ai manici per bilanciarlo? E cosa servirebbe se il carico stesse proprio in fondo alla vasca?
- Un martello a estrattore che tira un chiodo, un piede di porco e uno schiaccianoci sono leve a bracci disuguali. Scegline uno e identificane perno, forza applicata e carico — poi spiega perché il braccio corto sta dal lato del carico.
- 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
- Benvenuto alla leva a bracci disuguali
- Seleziona la leva
- Premi Play
- Bracci disuguali, momenti uguali
- Apri i dati
- Ce l'hai fatta!
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
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