उत्तोलक: आघूर्ण संतुलन
1 · अनुमान
उत्तोलक त्याच्या नेमक्या मध्यभागी खिळलेला आहे, प्रत्येक टोकाला आधारबिंदूपासून समान अंतरावर खाली ढकलणे लागू आहे. एका बाजूने दुसऱ्यापेक्षा जोरात ढकलल्यास, उत्तोलक जोरात ढकलण्याकडे, कमकुवत ढकलण्याकडे झुकेल, की बल कितीही असो संतुलित राहील?
- तो जोरात ढकलण्याकडे झुकतो
- बल कितीही असो, तो संतुलित राहतो
- तो कमकुवत ढकलण्याकडे झुकतो
2 · मांडणी
- उत्तोलक प्रीसेट उघडा. कठीण आडवी मध्यभागी खिळलेली आहे; प्रत्येक टोकाला आधारबिंदूपासून 2 m अंतरावर 50 N खालचे बल लागू आहे.
- आडव्यावरील डावा बल-बाण क्लिक करा व गुणधर्म पॅनेलमध्ये त्याची ताकद नोंदवा, मग उजवा बल-बाण क्लिक करून तसेच करा.
- खालील प्रत्येक ओळीसाठी डावी व उजवी बल-ताकद गुणधर्म पॅनेलमध्ये जुळवा, सिम्युलेशन चालवा, आडवी निवडा, व गणित पॅनेलमधून τ = r × F आघूर्ण मूल्य वाचा.
3 · डेटा गोळा करा
| डावे बल (N) | उजवे बल (N) | एकूण आघूर्ण (सिममधून) (N·m) | τ = r × F (गणन) (N·m) |
|---|---|---|---|
| 50.00 | 50.00 | ||
| 50.00 | 80.00 | ||
| 70.00 | 40.00 |
बल-फरक (उजवे बल − डावे बल) x-अक्षावर व मोजलेले एकूण आघूर्ण y-अक्षावर आलेखित करा. ढाल काय दर्शवते, व रेषा शून्य कुठे ओलांडते?
4 · विश्लेषण
- प्रत्येक ओळीसाठी हाताने 2 m × (उजवे बल − डावे बल) काढा. सिमच्या गणित पॅनेलमधून वाचलेल्या एकूण आघूर्णाशी तुलना करा. ती जुळतात का?
- ओळ 1 मध्ये दोन्ही बले समान व उत्तोलक सम राहतो. उत्तोलक संतुलित राहण्यासाठी बले व भुजा-लांब्या कशा निगडित असाव्यात, हे ते सांगते?
5 · विस्तार
- खरे उत्तोलक — वेगळ्या वजनाच्या दोन राईडरसह झुलणारा खाळ — बहुतेकवेळा असमान बलांऐवजी असमान भुजा-लांब्या मागतात. उजव्या बाजूचे बल 50 N वर राहिले पण आधारबिंदूपासूनचे अंतर दुप्पट 4 m झाले, तर डाव्या भुजेवर (अजून 2 m वर) कोणते बल संतुलनासाठी लागेल?
- इस्पात, बाटली-उघडक व कात्री — सर्व उत्तोलकच. एक निवडा व त्याचा आधारबिंदू, लागू बल व हलवलेला भार ओळखा — मग लांब दांडा वापरणे सोपे का होते ते स्पष्ट करा.
या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र
आघूर्ण
आघूर्ण म्हणजे आधारबिंदूभोवती बलाचा वळण-परिणाम: τ = r × F, जिथे r हे आधारबिंदूपासून बल लागू होते त्यापर्यंतचे अंतर. दोन्ही बाजूंची आघूर्णे एकमेकांना रद्द करतात तेव्हा उत्तोलक संतुलित — समान बले समान अंतरांवर, किंवा असमान बले व्यस्त प्रमाणाच्या अंतरांवर.
यांत्रिकी
- प्रक्षेप्य गती व गतिज ऊर्जा
- उतारावरील चेंडू: घर्षणहीन उतारावरील ऊर्जा
- घर्षण उतारावरील घन: स्थैतिक-घर्षण सीमा शोधणे
- अंतिम चाल: ड्रॅगमधून पडणे
- बल प्रयोगशाळा: न्यूटनचा दुसरा नियम
- विरुद्ध बले: न्यूटनचा दुसरा नियम व संवेग
- उसळणारा चेंडू: आघातावरील ऊर्जा हानी
- प्रत्यास्थ टक्कर व संवेग संवरकता
- अप्रत्यास्थ टक्कर व संवेग संवरकता
- न्यूटनचे होडे: संवेग व ऊर्जा हस्तांतरण
- सरल लंब
- स्प्रिंगला टांगलेले वस्तुमान: सरल आवर्ती गती