Pârghie cu brațe inegale: avantaj mecanic

1 · Prezice

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?

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

2 · Montaj

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.

3 · Colectează date

Plotează diferența de forțe (Forța din dreapta − Forța din stânga) pe axa x în funcție de momentul rezultant măsurat pe axa y — ține cont că brațele sunt inegale, deci momentul este 1 m × Forța din dreapta − 2 m × Forța din stânga. Ce reprezintă panta și unde taie linia zero?

4 · Analizează

1. 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?
2. 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?

5 · Extinde

1. 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?
2. 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.

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit