Tuas: Mengimbangi Tork

1 · Ramal

Satu tuas dicucuk pada pusat tepatnya, dengan satu dorongan ke bawah dikenakan pada setiap hujung, jarak sama daripada pangsi. Jika satu sisi menolak lebih kuat daripada yang lain, adakah tuas senget ke arah dorongan lebih kuat, dorongan lebih lemah, atau kekal seimbang tidak kira apa?

2 · Susun

  1. Buka praset Tuas. Satu rasuk tegar dicucuk pada pusatnya; daya ke bawah 50 N dikenakan 2 m daripada pangsi pada setiap hujung.
  2. Klik anak panah daya kiri pada rasuk dan perhatikan kekuatannya dalam panel Sifat, kemudian klik anak panah daya kanan dan buat sama.
  3. 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.

3 · Kumpul Data

Daya Kiri (N)Daya Kanan (N)Tork Bersih (daripada sim) (N·m)τ = r × F (dikira) (N·m)
50.0050.00
50.0080.00
70.0040.00

Plot beza daya (Daya Kanan − Daya Kiri) pada paksi-x melawan tork bersih yang anda ukur pada paksi-y. Apa yang diwakili cerun, dan di mana garis memotong sifar?

4 · Analisis

  1. Bagi setiap baris, kira 2 m × (Daya Kanan − Daya Kiri) dengan tangan. Bandingkan dengan tork bersih yang anda baca daripada panel Matematik sim. Adakah mereka sepadan?
  2. Pada baris 1 kedua-dua daya sama dan tuas kekal mendatar. Apa yang itu beritahu anda tentang bagaimana daya dan panjang lengan mesti berkait supaya sebarang tuas mengimbangi?

5 · Lanjutkan

  1. Tuas sebenar -- seperti papan tibaselu dengan dua penunggang berbeza berat -- selalunya memerlukan panjang lengan tak sama, bukan daya tak sama, untuk mengimbangi. Jika daya sisi kanan kekal 50 N tetapi jarannya daripada pangsi berganda kepada 4 m, daya berapa pada lengan kiri (masih pada 2 m) diperlukan untuk mengimbanginya?
  2. Sepana, pembuka botol, dan sepasang gunting semuanya tuas. Pilih satu dan kenal pasti pangsinya, daya dikenakannya, dan beban yang digerakkannya -- kemudian terangkan mengapa pemegang lebih panjang menjadikannya lebih mudah digunakan.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

Tork

Tork ialah kesan pusingan satu daya sekitar satu pangsi: τ = r × F, dengan r jarak daripada pangsi ke tempat daya bertindak. Tuas mengimbangi apabila tork daripada kedua-dua sisi saling meniadakan -- daya sama pada jarak sama, atau daya tak sama pada jarak songsang berkadar.

← Kembali ke eksperimen

Mekanik

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma