Mekanik
Tuas tak sama
Dorongan 50 N pada lengan 2 m mengimbangi dorongan 100 N pada lengan 1 m -- tork yang sama (τ = r × F) daripada daya yang tak sama. Ubah satu daya dalam panel Sifat untuk melihatnya senget.
Tuas tak sama — simulasi Mekanik interaktif. Dorongan 50 N pada lengan 2 m mengimbangi dorongan 100 N pada lengan 1 m -- tork yang sama (τ = r × F) daripada daya yang tak sama. Ubah satu daya dalam panel Sifat untuk melihatnya senget. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Tork dan tuas
Tuas mengimbangi apabila tork pada kedua-dua sisi pangsi sama -- daya pada lengan lebih pendek mesti lebih besar untuk memadankan lengan lebih panjang.
Tork τ = r × F bergantung pada kedua-dua daya dan lengan tuas. Dengan pangsi di tengah, daya 50 N pada 2 m daripada pangsi mengimbangi daya 100 N pada 1 m daripada pangsi: 50 × 2 = 100 × 1.
- τ = rF sin θ
- Στ = 0 pada keseimbangan
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Pangsi tuas ini di tengah, sepertimana tuas klasik -- tetapi daya kanan dikenakan hanya 1 m daripada pangsi sementara daya kiri 2 m jauhnya. Jika dorongan 50 N pada jarak 2 m diimbangi oleh dorongan pada jarak 1 m, adakah daya itu lebih besar, sama, atau lebih kecil daripada 50 N?
Ramalan untuk ditimbang
- Ia lebih besar daripada 50 N
- Ia sama — 50 N
- Ia lebih kecil daripada 50 N
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Daya Kiri (N)
- Daya Kanan (N)
Apa yang anda ukur:
- Tork Bersih (daripada sim) (N·m)
- τ = r × F (dikira) (N·m)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset Tuas Tak Sama. Satu rasuk tegar dicucuk pada pusat tepatnya, seperti tuas klasik -- tetapi kedua-dua daya ke bawah dikenakan pada jarak berbeza: 2 m di kiri, 1 m di kanan. Daya ke bawah 50 N menolak pada tanda 2 m.
- Klik anak panah daya kiri pada rasuk dan perhatikan kekuatannya dalam panel Sifat, kemudian klik anak panah daya kanan dan buat sama. Perhatikan kedua-dua lengan berbeza panjang.
- Bagi setiap baris di bawah, tetapkan kekuatan daya kiri dan kanan dalam panel Sifat untuk sepadan, jalankan simulasi, pilih rasuk, dan baca nilai tork τ = r × F daripada panel Matematik.
Persamaan pengawal
Tork — τ = r × F
Tork ialah kesan pusingan satu daya sekitar satu pangsi: τ = r × F, dengan r jarak daripada pangsi ke tempat daya bertindak. Dengan lengan tak sama, tork sama memerlukan daya tak sama -- daya 50 N pada 2 m daripada pangsi mengimbangi daya 100 N pada 1 m jauhnya, kerana kedua-duanya menghasilkan 100 N·m.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi setiap baris, kira 1 m × Daya Kanan − 2 m × Daya Kiri dengan tangan. Bandingkan dengan tork bersih yang anda baca daripada panel Matematik sim. Adakah mereka sepadan?
- Pada baris 1 dorongan 50 N pada lengan 2 m mengimbangi dorongan 100 N pada lengan 1 m -- daya berbeza, tork sama. Apa yang mesti benar tentang satu daya dan jarannya daripada pangsi supaya satu tuas mengimbangi?
Di mana ini muncul di luar makmal
- Kereta sorong juga tuas: tangan anda mengangkat pemegang kira-kira 2 m daripada roda (pangsinya) sementara beban duduk hampir dengan roda. Jika beban itu seberat 200 N dan duduk 0.5 m daripada roda, daya ke atas berapa yang mesti anda kenakan pada pemegang untuk mengimbanginya? Apa yang anda perlukan jika beban duduk di hujung sangat hujung dulang?
- Tukul mencabut paku, besi pengungkil, dan pemecah kacang semuanya tuas berlengan tak sama. Pilih satu dan kenal pasti pangsinya, daya dikenakannya, dan beban yang digerakkannya -- kemudian terangkan mengapa lengan pendek adalah yang di sisi beban.
- 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
- Selamat datang ke Tuas Tak Sama
- Pilih tuas itu
- Tekan Main
- Lengan tak sama, tork sama
- Buka data
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.