역학
균등 지레
양 끝에 같은 힘이 아래로 작용합니다. 같은 팔과 같은 힘 → 토크가 상쇄(τ = r × F) → 지레는 수평을 유지합니다. 속성 패널에서 한쪽 힘을 바꿔 기울어짐을 보세요.
균등 지레 — 인터랙티브 역학 시뮬레이션. 양 끝에 같은 힘이 아래로 작용합니다. 같은 팔과 같은 힘 → 토크가 상쇄(τ = r × F) → 지레는 수평을 유지합니다. 속성 패널에서 한쪽 힘을 바꿔 기울어짐을 보세요. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
토크와 지레
합 토크가 0이 아니면 지레가 회전합니다. 같은 크기의 힘이라도 지점에서 멀수록 더 큰 토크를 만듭니다.
토크 τ = r × F는 힘과 힘팔 모두에 의존합니다. 양쪽에서 같은 거리의 같은 힘은 균형을 이룰 수 있고, 거리나 힘을 바꾸면 지레가 기울어집니다.
- τ = rF sin θ
- 평형에서 Στ = 0
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
레버는 정확한 중앙에 고정되어 있으며 피벗에서 동일한 거리에 있는 각 끝 부분에 하향 푸시가 적용됩니다. 한쪽이 다른 쪽보다 더 세게 밀면 레버가 더 강하게 밀거나 약한 쪽으로 기울어지거나, 무슨 일이 있어도 균형을 유지하게 됩니까?
검토할 예측
- 더 세게 미는 쪽으로 기울어집니다
- 힘에 관계없이 균형을 유지합니다.
- 약한 푸시 방향으로 기울어집니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 왼쪽 힘 (N)
- 오른쪽 힘 (N)
측정하는 것:
- 순 토크(sim에서) (N·m)
- τ = r × F(계산됨) (N·m)
실험 진행 방법
- 레버 사전 설정을 엽니다. 견고한 빔이 중앙에 고정되어 있습니다. 50N 하향 힘이 각 끝의 피벗에서 2m 떨어진 곳에 적용됩니다.
- 빔의 왼쪽 힘 화살표를 클릭하고 속성 패널에서 강도를 확인한 다음 오른쪽 힘 화살표를 클릭하고 동일한 작업을 수행합니다.
- 아래의 각 행에 대해 속성 패널에서 왼쪽 및 오른쪽 힘 강도를 일치하도록 설정하고, 시뮬레이션을 실행하고, 빔을 선택하고, Math 패널에서 τ = r × F 토크 값을 읽습니다.
지배방정식
토크 — τ = r × F
토크는 피벗에 대한 힘의 회전 효과입니다. τ = r × F, 여기서 r은 피벗에서 힘이 작용하는 지점까지의 거리입니다. 레버는 양쪽의 토크가 상쇄될 때 균형을 유지합니다. 즉, 동일한 거리에서 동일한 힘이 작용하거나 반비례 거리에서 동일하지 않은 힘이 작용합니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 각 행에 대해 2m × (오른쪽 힘 - 왼쪽 힘)을 직접 계산합니다. 이를 시뮬레이션의 수학 패널에서 읽은 순 토크와 비교하십시오. 일치합니까?
- 1열에서는 두 힘이 동일하고 레버가 수평을 유지합니다. 이는 레버가 균형을 이루기 위해 힘과 팔 길이가 어떻게 관련되어야 하는지에 대해 무엇을 말해주는가?
실험 밖에서의 활용
- 무게가 다른 두 명의 라이더가 있는 시소와 같은 실제 레버는 균형을 유지하기 위해 종종 불평등한 힘이 아닌 불평등한 팔 길이가 필요합니다. 오른쪽의 힘이 50N으로 유지되었지만 피벗으로부터의 거리가 4m로 두 배로 늘어났다면 균형을 유지하기 위해 왼쪽 팔(여전히 2m)에 어떤 힘이 필요합니까?
- 렌치, 병따개, 가위는 모두 지렛대입니다. 하나를 선택하고 피벗, 가해지는 힘, 이동하는 하중을 확인한 다음 핸들이 길수록 사용하기 쉬운 이유를 설명합니다.
- 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
- 지레에 오신 것을 환영합니다 — 웰컴 타이틀 명칭을 ko 프리셋 명칭으로 통일 권장
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