असम उत्तोलक: यांत्रिक लाभ
1 · अनुमान
या उत्तोलकाचा आधारबिंदू अगदी मध्यभागी आहे, शास्त्रीय उत्तोलकाप्रमाणेच — पण उजवे बल आधारबिंदूपासून फक्त 1 m वर लागू आहे तर डावे 2 m वर. 2 m अंतरावरील 50 N ढकलणे 1 m अंतरावरील ढकलण्याने संतुलित असल्यास, ते बल 50 N पेक्षा मोठे, समान की लहान आहे?
- ते 50 N पेक्षा मोठे आहे
- ते समान — 50 N — आहे
- ते 50 N पेक्षा लहान आहे
2 · मांडणी
- असम उत्तोलक प्रीसेट उघडा. कठीण आडवी नेमक्या मध्यभागी खिळलेली, शास्त्रीय उत्तोलकाप्रमाणे — पण दोन खालची बले वेगळ्या अंतरांवर: डावीकडे 2 m, उजवीकडे 1 m. 50 N खालचे बल 2 m खुणेवर ढकलते.
- आडव्यावरील डावा बल-बाण क्लिक करा व गुणधर्म पॅनेलमध्ये त्याची ताकद नोंदवा, मग उजवा बाण व तसेच. दोन्ही भुजा वेगळ्या लांबीच्या आहेत याकडे लक्ष द्या.
- 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 | 100.00 | ||
| 50.00 | 50.00 | ||
| 20.00 | 100.00 |
बल-फरक (उजवे − डावे) x-अक्षावर व मोजलेले एकूण आघूर्ण y-अक्षावर आलेखित करा — भुजा असमान आहेत हे लक्षात ठेवा, म्हणून आघूर्ण = 1 m × उजवे बल − 2 m × डावे बल. ढाल काय दर्शवते व रेषा शून्य कुठे ओलांडते?
4 · विश्लेषण
- प्रत्येक ओळीसाठी हाताने 1 m × उजवे बल − 2 m × डावे बल काढा. सिमच्या गणित पॅनेलमधील एकूण आघूर्णाशी तुलना करा. ती जुळतात का?
- ओळ 1 मध्ये 2 m भुजेवरील 50 N ढकलणे 1 m भुजेवरील 100 N ढकलण्याशी संतुलित — वेगळी बले, समान आघूर्णे. उत्तोलक संतुलित राहण्यासाठी बल व त्याचे आधारबिंदूपासूनचे अंतर यांचे काय सहज लागते?
5 · विस्तार
- हस्तगाडीही उत्तोलकच: चाक (आधारबिंदू) पासून सुमारे 2 m वर तुमचे हात हाता उचलतात तर भार चाकाजवळ बसतो. भार 200 N असून चाकापासून 0.5 m वर असल्यास, हातांनी किती वरचे बल लावावे लागेल? भार ट्रेच्या शेवटच्या टोकावर बसला तर काय लागेल?
- नख काढणारा हॅमर, लोखंडी शिक काढणारा पाइप-बार व खेळणी-कात्री — सर्व असम-भुजा उत्तोलक. एक निवडा व त्याचा आधारबिंदू, लागू बल व हलवलेला भार ओळखा — मग लहान भुजा भाराच्या बाजूला का असते ते स्पष्ट करा.
या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र
आघूर्ण
आघूर्ण म्हणजे आधारबिंदूभोवती बलाचा वळण-परिणाम: τ = r × F. असमान भुजांसह, समान आघूर्णांना असमान बले लागतात — आधारबिंदूपासून 2 m वरील 50 N बल 1 m वरील 100 N बलाशी संतुलित, कारण दोन्ही 100 N·m बनवतात.
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