Mehanika
Vzvod z neenakimi ročicami
Potisk 50 N na 2 m ročici uravnoteži potisk 100 N na 1 m ročici — enaka navora (τ = r × F) iz neenakih sil. Spremeni eno silo v plošči Lastnosti in glej, kako se nagne.
Vzvod z neenakimi ročicami — interaktivna simulacija Mehanika. Potisk 50 N na 2 m ročici uravnoteži potisk 100 N na 1 m ročici — enaka navora (τ = r × F) iz neenakih sil. Spremeni eno silo v plošči Lastnosti in glej, kako se nagne. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Navor in vzvodi
Vzvod je uravnotežen, ko sta navora na obeh straneh vrtišča enaka — sile na krajši ročici morajo biti večje, da uglasijo z daljšo.
Navor τ = r × F je odvisen od sile in ročice. Pri sredinskem vrtišču sila 50 N na 2 m od vrtišča uravnoteži silo 100 N na 1 m od vrtišča: 50 × 2 = 100 × 1.
- τ = rF sin θ
- Στ = 0 v ravnovesju
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Vrtišče tega vzvoda je sredinsko, tako kot pri klasičnem vzvodu — desna sila pa je pritrejena le 1 m od vrtišča, leva sila pa 2 m daleč. Če je potisk 50 N na razdalji 2 m uravnotežen s potiskom na razdalji 1 m, je ta sila večja, enaka ali manjša od 50 N?
Predvidevanja za pretehtanje
- Večja je od 50 N
- Enaka je — 50 N
- Manjša je od 50 N
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Leva sila (N)
- Desna sila (N)
Kaj izmeriš:
- Neto navor (iz simulacije) (N·m)
- τ = r × F (izračunano) (N·m)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev Vzvod z neenakimi ročicami. Toga prečka je pribodena v svojem točnem središču, kot pri klasičnem vzvodu — dve navzdol usmerjeni sili pa sta pritrejeni na različnih razdaljah: 2 m levo, 1 m desno. Navzdol usmerjena sila 50 N potiska na oznaki 2 m.
- Klikni levo puščico sile na prečki in zabeleži njeno jakost v plošči Lastnosti, nato klikni desno puščico sile in stori enako. Opazi, da sta ročici različno dolgi.
- Za vsako vrstico spodaj nastavi jakosti levo in desno v plošči Lastnosti, zaženi simulacijo, izberi prečko in odčitaj vrednost navora τ = r × F iz plošče Matematika.
Vodilna enačba
Navor — τ = r × F
Navor je vrtilni učinek sile okoli vrtišča: τ = r × F, kjer je r razdalja od vrtišča do mesta, kjer sila deluje. Pri neenakih ročicah enaki navore potrebujejo neenake sile — sila 50 N na 2 m od vrtišča uravnoteži silo 100 N na 1 m, ker obe dati 100 N·m.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za vsako vrstico izračunaj 1 m × Desna sila − 2 m × Leva sila ročno. Primerjaj z neto navorom iz plošče Matematika. Se ujemata?
- V vrstici 1 potisk 50 N na 2 m ročici uravnoteži potisk 100 N na 1 m ročici — različni sili, enaka navora. Kaj mora veljati za silo in njeno razdaljo od vrtišča, da se vzvod uravnoteži?
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Ročni voziček je tudi vzvod: tvoje roke dvigajo ročaje približno 2 m od kolesa (vrtišča), breme pa sedi blizu kolesa. Če breme tehta 200 N in sedi 0,5 m od kolesa, katero navzgor usmerjeno silo moraš dati na ročaje, da ga uravnotežiš? Kaj bi potreboval, če bi breme sedelo čisto na koncu korita?
- Kladivo, ki vleče žebelj, polž in oreškar so vsi vzvodi z neenakimi ročicami. Izberi enega in določi njegovo vrtišče, delujočo silo in breme, ki ga premika — nato razloži, zakaj je kratka ročica tista na strani bremena.
- 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
- Dobrodošli pri vzvodu z neenakimi ročicami
- Izberi vzvod
- Pritisni Predvajaj
- Neenake ročice, enaki navora
- Odpri podatke
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →