Mecanică

Pârghie cu brațe inegale

O împingere de 50 N pe brațul de 2 m echilibrează o împingere de 100 N pe brațul de 1 m — momente egale (τ = r × F) din forțe inegale. Schimbă o forță în panoul Proprietăți pentru a o vedea înclinându-se.

Pârghie cu brațe inegale — simulație interactivă de Mecanică. O împingere de 50 N pe brațul de 2 m echilibrează o împingere de 100 N pe brațul de 1 m — momente egale (τ = r × F) din forțe inegale. Schimbă o forță în panoul Proprietăți pentru a o vedea înclinându-se. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Moment și pârghii

O pârghie se echilibrează când momentele de pe cele două părți ale pivotului sunt egale — forțele pe un braț mai scurt trebuie să fie mai mari, pentru a egala un braț mai lung.

Momentul τ = r × F depinde și de forță, și de braț. Cu pivotul centrat, o forță de 50 N la 2 m de pivot echilibrează o forță de 100 N la 1 m de pivot: 50 × 2 = 100 × 1.

• τ = rF sin θ
• Στ = 0 la echilibru

Rezumat de investigație

Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul

Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.

Întrebare-ghid

Pivotul acestei pârghii este centrat, exact ca la pârghia clasică — dar forța din dreapta este aplicată la doar 1 m de pivot, în timp ce forța din stânga e la 2 m. Dacă o împingere de 50 N la distanța de 2 m este echilibrată de o împingere la distanța de 1 m, forța aceea este mai mare, aceeași sau mai mică decât 50 N?

Predicții de cântărit

• Este mai mare decât 50 N
• Este aceeași — 50 N
• Este mai mică decât 50 N

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Forța din stânga (N)
• Forța din dreapta (N)

Ce măsori:

• Moment rezultant (din simulare) (N·m)
• τ = r × F (calculat) (N·m)

Cum decurge investigația

1. Deschide presetarea Pârghie cu brațe inegale. O grindă rigidă este fixată în centrul ei exact, ca la pârghia clasică — dar cele două forțe în jos sunt aplicate la distanțe diferite: 2 m în stânga, 1 m în dreapta. O forță de 50 N în jos împinge la marcajul de 2 m.
2. Apasă pe săgeata forței din stânga de pe grindă și notează-i intensitatea în panoul Proprietăți, apoi fă la fel pentru săgeata forței din dreapta. Observă faptul că cele două brațe au lungimi diferite.
3. Pentru fiecare rând de mai jos, setează intensitățile forțelor din stânga și dreapta în panoul Proprietăți pentru a corespunde, rulează simularea, selectează grinda și citește valoarea momentului τ = r × F din panoul Matematică.

Ecuația guvernantă

Moment — τ = r × F

Momentul este efectul de rotație al unei forțe față de un pivot: τ = r × F, unde r este distanța de la pivot la locul unde acționează forța. Cu brațe inegale, momente egale cer forțe inegale — o forță de 50 N la 2 m de pivot echilibrează o forță de 100 N la 1 m, pentru că ambele fac 100 N·m.

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Pentru fiecare rând, calculează de mână 1 m × Forța din dreapta − 2 m × Forța din stânga. Compară cu momentul rezultant citit din panoul Matematică al simulării. Se potrivesc?
• În rândul 1 împingerea de 50 N pe brațul de 2 m echilibrează împingerea de 100 N pe brațul de 1 m — forțe diferite, momente egale. Ce trebuie să fie adevărat despre o forță și distanța ei față de pivot pentru ca o pârghie să se echilibreze?

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Și o roabă este o pârghie: brațele tale ridică mânerul la circa 2 m de roată (pivotul), în timp ce sarcina stă aproape de roată. Dacă sarcina cântărește 200 N și stă la 0.5 m de roată, ce forță în sus trebuie să aplici la mâner pentru a o echilibra? Ce ți-ar trebui dacă sarcana ar sta chiar la capătul targii?
• Un ciocan cu gheară care scoate un cui, o rangă și o spargătoare de nuci sunt toate pârghii cu brațe inegale. Alege una și identifică-i pivotul, forța aplicată și sarcina pe care o mută — apoi explică de ce brațul scurt este cel de partea sarcinii.

• 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

1. Bine ai venit la Pârghia cu brațe inegale
2. Selectează pârghia
3. Apasă Pornește
4. Brațe inegale, momente egale
5. Deschide datele
6. Ai reușit!

Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.

Deschide laboratorul interactiv →

Descarcă fișa →

Moment și legea pârghiei