Vzvod z neenakimi ročicami: mehanska prednost

1 · Predvidi

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?

2 · Pripravi

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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)
50.00100.00
50.0050.00
20.00100.00

Nariši razliko sil (Desna sila − Leva sila) na osi x proti izmerjenemu neto navoru na osi y — ne pozabi, da sta ročici neenaki, torej je navor 1 m × Desna sila − 2 m × Leva sila. Kaj predstavlja naklon in kje črta prečka nič?

4 · Analiziraj

  1. Za vsako vrstico izračunaj 1 m × Desna sila − 2 m × Leva sila ročno. Primerjaj z neto navorom iz plošče Matematika. Se ujemata?
  2. 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?

5 · Razširi

  1. 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?
  2. 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.

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. 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.

← Nazaj na poskus

Mehanika

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov