Vzvod: uravnoteženje navorov
1 · Predvidi
Vzvod je priboden v svojem točnem središču, na vsakem koncu pa je pritrejen navzdol usmerjen potisk, enako oddaljen od vrtišča. Če ena stran potiska močneje kot druga, se vzvod nagne proti močnejšemu potisku, proti šibkejšemu ali ostane uravnotežen ne glede na vse?
- Nagne se proti močnejšemu potisku
- Ostane uravnotežen ne glede na sile
- Nagne se proti šibkejšemu potisku
2 · Pripravi
- Odpri prednastavitev Vzvod. Toga prečka je pribodena v središču; navzdol usmerjena sila 50 N je pritrejena 2 m od vrtišča na vsakem koncu.
- Klikni levo puščico sile na prečki in zabeleži njeno jakost v plošči Lastnosti, nato klikni desno puščico sile in stori enako.
- 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.
3 · Zberi podatke
| Leva sila (N) | Desna sila (N) | Neto navor (iz simulacije) (N·m) | τ = r × F (izračunano) (N·m) |
|---|---|---|---|
| 50.00 | 50.00 | ||
| 50.00 | 80.00 | ||
| 70.00 | 40.00 |
Nariši razliko sil (Desna sila − Leva sila) na osi x proti izmerjenemu neto navoru na osi y. Kaj predstavlja naklon in kje črta prečka nič?
4 · Analiziraj
- Za vsako vrstico izračunaj 2 m × (Desna sila − Leva sila) ročno. Primerjaj z neto navorom, ki si ga prebral iz plošče Matematika. Se ujemata?
- V vrstici 1 sta sili enaki in vzvod ostane v vodoravnem položaju. Kaj ti to pove o tem, kako se morata sili in dolžini ročic razmerjati, da se kateri koli vzvod uravnoteži?
5 · Razširi
- Pravi vzvodi — kot gugalnica z dvema jahačema različne teže — pogosto potrebujejo neenake dolžine ročic, ne neenake sile, za ravnovesje. Če bi sila na desni strani ostala 50 N, njena razdalja od vrtišča pa se podvojila na 4 m, katera sila na levi ročici (še vedno na 2 m) bi bila potrebna za uravnoteženje?
- Ključ, odpirač za steklenice in škarje so vsi vzvodi. Izberi enega in določi njegovo vrtišče, delujočo silo in breme, ki ga premika — nato razloži, zakaj daljši ročaj olajša uporabo.
Fizika za tem poskusom
Navor
Navor je vrtilni učinek sile okoli vrtišča: τ = r × F, kjer je r razdalja od vrtišča do mesta, kjer sila deluje. Vzvod se uravnoteži, ko se navora z obeh strani izničita — enake sile na enakih razdaljah ali neenake sile na obratno sorazmernih razdaljah.
Mehanika
- Met telesa in kinetična energija
- Žoga na klančini: energija na klančini brez trenja
- Blok na klančini s trenjem: iskanje praga trenja mirovanja
- Končna hitrost: padanje skozi upor
- Laboratorij sil: Newtonov drugi zakon
- Nasprotne sile: Newtonov drugi zakon in gibalna količina
- Poskakujoča žoga: izguba energije ob udarcu
- Prožni trki in ohranitev gibalne količine
- Neprožni trk in ohranitev gibalne količine
- Newtonovo nihalo: prenos gibalne količine in energije
- Preprosto nihalo
- Masa na vzmeti: preprosto harmonično gibanje