Páka s nerovnakými ramenami: mechanická výhoda

1 · Predikuj

Os tejto páky je v strede, presne ako pri klasickej páke — ale pravá sila pôsobí iba 1 m od osi, kým ľavá sila je 2 m od nej. Ak je tlak 50 N vo vzdialenosti 2 m vyvážený tlakom vo vzdialenosti 1 m, je táto sila väčšia, rovnaká alebo menšia než 50 N?

• Je väčšia než 50 N
• Je rovnaká — 50 N
• Je menšia než 50 N

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu Páka s nerovnakými ramenami. Tuhá doska je pripnutá presne v strede ako klasická páka — ale dve sily nadol pôsobia v rôznych vzdialenostiach: 2 m vľavo, 1 m vpravo. Sila 50 N nadol tlačí na značke 2 m.
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. Všimni si, že dve ramená majú rôzne dĺžky.
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 — pamätaj, že ramená sú nerovnaké, takže moment je 1 m × Pravá sila − 2 m × Ľavá sila. Čo predstavuje sklon a kde priamka pretína nulu?

4 · Analyzuj

1. Pre každý riadok vypočítaj ručne 1 m × Pravá sila − 2 m × Ľavá sila. Porovnaj s výsledným momentom prečítaným z panelu Matematika simulácie. Zhodujú sa?
2. V riadku 1 vyvažuje tlak 50 N na ramene 2 m tlak 100 N na ramene 1 m — rôzne sily, rovnaké momenty. Čo musí platiť o sile a jej vzdialenosti od osi, aby sa páka vyvažovala?

5 · Rozšír

1. Fúrik je tiež páka: tvoje ruky zdvíhajú rukoväte asi 2 m od kolesa (osi), kým bremeno sedí blízko kolesa. Ak bremeno váži 200 N a sedí 0.5 m od kolesa, akú silu nahor musíš vyvinúť na rukovätiach, aby si ho vyvážil? Čo by si potreboval, keby bremeno sedelo na samom konci korby?
2. Kladivo s páčidlom vytahujúce kliniec, páčidlo a lúpač na orechy sú všetko páky s nerovnakými ramenami. Vyber jednu a urč jej os otáčania, pôsobiacu silu a bremeno, ktoré hýbe — potom vysvetli, prečo krátke rameno je na strane bremena.

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky