Mecânica
Alavanca igual
Duas forças iguais empurram para baixo nas duas extremidades. Braços iguais + forças iguais → torques se cancelam (τ = r × F) → a alavanca fica nivelada. Altere uma força no Inspetor.
Alavanca igual — simulação interativa de Mecânica. Duas forças iguais empurram para baixo nas duas extremidades. Braços iguais + forças iguais → torques se cancelam (τ = r × F) → a alavanca fica nivelada. Altere uma força no Inspetor. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
momento e alavancas
Uma alavanca gira quando o momento neto não é zero. Forças mais afastadas do pivô produzem momentos maiores para a mesma magnitude.
O momento τ = r × F depende da força e do braço da alavanca. Forças iguais a distâncias iguais em lados opostos podem se equilibrar; mudar a distância ou a força inclina a alavanca.
- τ = rF sen θ
- Στ = 0 em equilíbrio
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta de direção
Uma alavanca é fixada exatamente em seu centro, com um empurrão para baixo aplicado em cada extremidade, à mesma distância do pivô. Se um lado empurra com mais força do que o outro, a alavanca inclina-se para o impulso mais forte, para o impulso mais fraco, ou permanece equilibrada, não importa o que aconteça?
Previsões para pesar
- Ele aponta para o impulso mais forte
- Ele permanece equilibrado independentemente das forças
- Ele aponta para o impulso mais fraco
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Força Esquerda (N)
- Força Direita (N)
O que você mede:
- Torque líquido (do sim) (N·m)
- τ = r × F (calculado) (N·m)
Como funciona a investigação
- Abra a predefinição da alavanca. Uma viga rígida está fixada em seu centro; uma força descendente 50 N é aplicada 2 m a partir do pivô em cada extremidade.
- Clique na seta de força esquerda na viga e observe sua força no Inspetor, depois clique na seta de força direita e faça o mesmo.
- Para cada linha abaixo, defina as intensidades de força esquerda e direita no Inspector para corresponderem, execute a simulação, selecione a viga e leia o valor de torque τ = r × F no painel Math.
Equação governante
Torque — τ = r × F
Torque é o efeito de rotação de uma força em torno de um pivô: τ = r × F, onde r é a distância do pivô até onde a força atua. Uma alavanca se equilibra quando os torques de ambos os lados são cancelados – forças iguais em distâncias iguais ou forças desiguais em distâncias inversamente proporcionais.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para cada linha, calcule 2 m × (Força Direita - Força Esquerda) manualmente. Compare-o com o torque líquido que você lê no painel Math do sim. Eles combinam?
- Na linha 1 as duas forças são iguais e a alavanca permanece nivelada. O que isso lhe diz sobre como as forças e os comprimentos dos braços devem se relacionar para que qualquer alavanca se equilibre?
Onde isso aparece além do laboratório
- Alavancas reais – como uma gangorra com dois cavaleiros de pesos diferentes – muitas vezes precisam de comprimentos de braços desiguais, e não de forças desiguais, para se equilibrar. Se a força do lado direito permanecesse em 50 N, mas sua distância do pivô dobrasse para 4 m, que força no braço esquerdo (ainda em 2 m) seria necessária para equilibrá-la?
- Uma chave inglesa, um abridor de garrafas e uma tesoura são alavancas. Escolha um e identifique seu pivô, sua força aplicada e a carga que ele move – depois explique por que uma alça mais longa facilita seu uso.
- 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
- Bem-vindo à alavanca
- Selecione a alavanca
- Pressione Reproduzir
- equilíbrio de momentos
- Abra os dados
- Você conseguiu!
Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.
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