Svīra: momentu līdzsvarošana

1 · Prognozē

Svīra ir piestiprināta tieši savā centrā, ar uz leju vērstu grūdienu pieliktu katrā galā, vienā attālumā no atbalsta punkta. Ja viena puse grūž stiprāk par otru, vai svīra noliecas uz stiprākā grūdiena pusi, uz vājāko pusi vai paliek līdzsvarā neatkarīgi no visā?

2 · Iestati

  1. Atver svīras eksperimentu. Cieta sija ir piestiprināta savā centrā; 50 N uz leju vērsts spēks ir pielikts 2 m no atbalsta punkta katrā galā.
  2. Uzklikšķini uz kreisā spēka bultas uz svīras un ievēro tās stiprumu Īpašību panelī, tad uzklikšķini uz labā spēka bultas un dari to pašu.
  3. Katrai rindai zemāk iestati kreisā un labā spēka stiprumus Īpašību panelī atbilstoši, palaid simulāciju, atlasīts svīru un nolasi τ = r × F momenta vērtību no Matemātikas paneļa.

3 · Vāc datus

Kreisais spēks (N)Labais spēks (N)Neto moments (no simulācijas) (N·m)τ = r × F (izrēķināts) (N·m)
50.0050.00
50.0080.00
70.0040.00

Zīmē spēku starpību (Labais spēks − Kreisais spēks) uz x ass pret savu izmērīto neto momentu uz y ass. Ko apzīmē slīpums, un kur līnija šķērso nulli?

4 · Analizē

  1. Katrai rindai izrēķini ar roku 2 m × (Labais spēks − Kreisais spēks). Salīdzini ar neto momentu, ko tu nolasīji no simulācijas Matemātikas paneļa. Vai tie sakrīt?
  2. 1. rindā abi spēki ir vienādi, un svīra paliek horizontāla. Ko tas saka par to, kā spēkiem un roku garumiem jāattiecina, lai jebkura svīra līdzsvarotos?

5 · Paplašina

  1. Īstas svīras — kā šūpole ar diviem dažāda svara braucējiem — bieži vajag neatbilstošu roku garumu, ne neatbilstošus spēkus, lai līdzsvarotos. Ja labās puses spēks paliktu 50 N, bet tā attālums no atbalsta dubultotos līdz 4 m, kāds spēks uz kreisās rokas (joprojām 2 m) būtu vajadzīgs, lai to līdzsvarotu?
  2. Uzgriežņa atslēga, pudeles atvērājs un šķēres visas ir svīras. Izvēlies vienu un nosaki tās atbalsta punktu, pielikto spēku un kravu, ko tā kustina — tad izskaidro, kāpēc garāks rokturis padara to vieglāk lietojamu.

Fizika aiz šī eksperimenta

Moments

Moments ir spēka griešanas efekts ap atbalsta punktu: τ = r × F, kur r ir attālums no atbalsta punkta līdz vietai, kur spēks darbojas. Svīra līdzsvarojas, kad momenti no abām pusēm anulējas — vienādi spēki vienādos attālumos vai dažādi spēki apgriezti proporcionālos attālumos.

← Atpakaļ pie eksperimenta

Mehānika

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas