Mechanika
Páka s rovnakými ramenami
Dve rovnaké sily tlačia nadol na oba konce. Rovnaké ramená + rovnaké sily → momenty sa rušia (τ = r × F) → páka zostáva vodorovne. Zmeň jednu silu v paneli Vlastnosti, aby sa naklonila.
Páka s rovnakými ramenami — interaktívna simulácia Mechanika. Dve rovnaké sily tlačia nadol na oba konce. Rovnaké ramená + rovnaké sily → momenty sa rušia (τ = r × F) → páka zostáva vodorovne. Zmeň jednu silu v paneli Vlastnosti, aby sa naklonila. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Moment a páky
Páka sa otáča, keď čistý moment je nenulový. Sily ďalej od osi otáčania vytvárajú väčšie momenty pri rovnakej veľkosti.
Moment τ = r × F závisí od sily aj ramena. Rovnaké sily v rovnakých vzdialenostiach na opačných stranách sa môžu vyrovnať; zmena vzdialenosti alebo sily nakloní páku.
- τ = rF sin θ
- Στ = 0 pri rovnováhe
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Páka je pripnutá presne v strede, s tlakom nadol aplikovaným na každom konci, v rovnakej vzdialenosti od osi. Ak jedna strana tlačí silnejšie než druhá, nakloní sa páka silnejšiemu tlaku, slabšiemu tlaku, alebo zostane vyvážená bez ohľadu na všetko?
Predikcie na zváženie
- Nakloní sa smerom k silnejšiemu tlaku
- Zostane vyvážená bez ohľadu na sily
- Nakloní sa smerom k slabšiemu tlaku
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Ľavá sila (N)
- Pravá sila (N)
Čo meriaš:
- Výsledný moment (zo simulácie) (N·m)
- τ = r × F (vypočítané) (N·m)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu Páka. Tuhá doska je pripnutá v strede; sila 50 N nadol pôsobí 2 m od osi na každom konci.
- Klikni na ľavú silovú šípku na doske a poznamenaj jej silu v paneli Vlastnosti, potom klikni na pravú silovú šípku a urob to isté.
- Pre každý riadok nižšie nastav sily vľavo a vpravo v paneli Vlastnosti, spusti simuláciu, vyber dosku a prečítaj hodnotu momentu τ = r × F z panelu Matematika.
Riadiaca rovnica
Moment sily — τ = r × F
Moment je otáčavý účinok sily okolo osi: τ = r × F, kde r je vzdialenosť od osi po miesto pôsobenia sily. Páka sa vyvažuje, keď sa momenty z oboch strán vyrušia — rovnaké sily v rovnakých vzdialenostiach alebo nerovnaké sily v nepriamo úmerných vzdialenostiach.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre každý riadok vypočítaj ručne 2 m × (Pravá sila − Ľavá sila). Porovnaj s výsledným momentom prečítaným z panelu Matematika simulácie. Zhodujú sa?
- V riadku 1 sú dve sily rovnaké a páka zostáva vodorovne. Čo ti to hovorí o tom, ako musia sily a dĺžky ramien súvisieť, aby sa ktorákoľvek páka vyvažovala?
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Skutočné páky — ako hojdačka s dvomi jazdcami rôznej tiaže — často potrebujú na vyváženie nerovnaké dĺžky ramien, nie nerovnaké sily. Ak by pravá strana ostala na 50 N, ale jej vzdialenosť od osi sa zdvojnásobila na 4 m, aká sila na ľavom ramene (stále na 2 m) by ju vyvážila?
- Kľúč, otvárač na fľaše a nožnice sú všetko páky. Vyber jednu a urč jej os otáčania, pôsobiacu silu a bremeno, ktoré hýbe — potom vysvetli, prečo dlhšia rukoväť uľahčuje použitie.
- 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
- Vitaj pri páke
- Vyber páku
- Stlač Prehrať
- Vyvažovanie momentov
- Otvor údaje
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →