Mekanik
Olikarmad hävstång
En knuff på 50 N på den 2 m långa armen balanserar en knuff på 100 N på den 1 m långa armen — lika stora vridmoment (τ = r × F) från olika stora krafter. Ändra en kraft i Egenskapspanelen för att se den tippa.
Olikarmad hävstång — interaktiv Mekanik-simulering. En knuff på 50 N på den 2 m långa armen balanserar en knuff på 100 N på den 1 m långa armen — lika stora vridmoment (τ = r × F) från olika stora krafter. Ändra en kraft i Egenskapspanelen för att se den tippa. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
Vridmoment och hävstänger
En hävstång balanserar när vridmomenten på båda sidor om stödpunkten är lika stora — krafter på en kortare arm måste vara större för att matcha en längre arm.
Vridmomentet τ = r × F beror på både kraften och hävarmen. Med stödpunkten i mitten balanserar en kraft på 50 N 2 m från stödpunkten en kraft på 100 N 1 m från stödpunkten: 50 × 2 = 100 × 1.
- τ = rF sin θ
- Στ = 0 vid jämvikt
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
Denna hävstångs stödpunkt är centrerad, precis som hos den klassiska hävstången — men den högra kraften verkar bara 1 m från stödpunkten medan den vänstra kraften är 2 m bort. Om ett tryck på 50 N på 2 m-avståndet balanseras av ett tryck på 1 m-avståndet, är den kraften då större, lika stor eller mindre än 50 N?
Förutsägelser att väga
- Den är större än 50 N
- Den är lika stor — 50 N
- Den är mindre än 50 N
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Vänster kraft (N)
- Höger kraft (N)
Det du mäter:
- Nettovridmoment (från simuleringen) (N·m)
- τ = r × F (beräknat) (N·m)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Olikarmad hävstång. En stel balk är fäst i sin exakta mittpunkt, som hos den klassiska hävstången — men de två nedåtriktade krafterna verkar på olika avstånd: 2 m till vänster, 1 m till höger. En nedåtriktad kraft på 50 N trycker vid 2 m-märket.
- Klicka på den vänstra kraftpilen på balken och notera dess storlek i panelen Egenskaper, klicka sedan på den högra kraftpilen och gör samma sak. Lägg märke till att de två armarna har olika längd.
- Ställ in vänster och höger kraftstorlek i panelen Egenskaper så att de matchar varje rad nedan, kör simuleringen, markera balken och läs av vridmomentet τ = r × F från Matematikpanelen.
Styrande ekvation
Vridmoment — τ = r × F
Vridmoment är en krafts vrideffekt kring en stödpunkt: τ = r × F, där r är avståndet från stödpunkten till där kraften verkar. Med olika långa armar kräver lika stora vridmoment olika stora krafter — en kraft på 50 N 2 m från stödpunkten balanserar en kraft på 100 N 1 m bort, eftersom båda ger 100 N·m.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för varje rad 1 m × Höger kraft − 2 m × Vänster kraft för hand. Jämför med nettovridmomentet du läste av i simuleringens Matematikpanel. Stämmer de?
- I rad 1 balanserar trycket på 50 N på 2 m-armen trycket på 100 N på 1 m-armen — olika krafter, lika stora vridmoment. Vad måste gälla för en kraft och dess avstånd från stödpunkten för att en hävstång ska balansera?
Var det här syns utanför labbet
- En skottkärra är också en hävstång: dina armar lyfter handtagen cirka 2 m från hjulet (stödpunkten) medan lasten ligger nära hjulet. Om lasten väger 200 N och ligger 0,5 m från hjulet, vilken uppåtriktad kraft måste du då ge vid handtagen för att balansera den? Vad skulle krävas om lasten låg allra längst ut på flaket?
- En klonhammare som drar ut en spik, en kofot och en nötknäppare är alla hävstänger med olika långa armar. Välj en och peka ut dess stödpunkt, dess tillämpade kraft och lasten den flyttar — förklara sedan varför den korta armen är den på lastsidan.
- 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
- Välkommen till Hävstången med olika armar
- Välj hävstången
- Tryck på Spela upp
- Olika armar, lika vridmoment
- Öppna data
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.