Páka: vyvažovanie momentov

1 · Predikuj

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?

• Nakloní sa smerom k silnejšiemu tlaku
• Zostane vyvážená bez ohľadu na sily
• Nakloní sa smerom k slabšiemu tlaku

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu Páka. Tuhá doska je pripnutá v strede; sila 50 N nadol pôsobí 2 m od osi na každom konci.
2. Klikni na ľavú silovú šípku na doske a poznamenaj jej silu v paneli Vlastnosti, potom klikni na pravú silovú šípku a urob to isté.
3. 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.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj rozdiel síl (Pravá sila − Ľavá sila) na os x verzus nameraný výsledný moment na os y. Čo predstavuje sklon a kde priamka pretína nulu?

4 · Analyzuj

1. Pre každý riadok vypočítaj ručne 2 m × (Pravá sila − Ľavá sila). Porovnaj s výsledným momentom prečítaným z panelu Matematika simulácie. Zhodujú sa?
2. 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?

5 · Rozšír

1. 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?
2. 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.

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky