Olikarmad hävstång: Mekanisk fördel

1 · Förutsäg

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?

• Den är större än 50 N
• Den är lika stor — 50 N
• Den är mindre än 50 N

2 · Uppbyggnad

1. 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.
2. 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.
3. 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.

3 · Samla data

Rita kraftskillnaden (Höger kraft − Vänster kraft) på x-axeln mot nettovridmomentet du mätte på y-axeln — kom ihåg att armarna är olika långa, så vridmomentet är 1 m × Höger kraft − 2 m × Vänster kraft. Vad representerar lutningen, och var skär linjen noll?

4 · Analysera

1. 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?
2. 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?

5 · Utvidga

1. 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?
2. 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.

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik