యాంత్రిక శాస్త్రం
అసమ తులావడి
2 m భుజంపై 50 N తోపు, 1 m భుజంపై 100 N తోపుతో సమతూకం — అసమాన బలాల నుండి సమాన టార్క్లు (τ = r × F). వాలిపోవడం చూడడానికి లక్షణాల ప్యానెల్లో ఒక బలాన్ని మార్చండి.
అసమ తులావడి — ఇంటరాక్టివ్ యాంత్రిక శాస్త్రం సిమ్యులేషన్. 2 m భుజంపై 50 N తోపు, 1 m భుజంపై 100 N తోపుతో సమతూకం — అసమాన బలాల నుండి సమాన టార్క్లు (τ = r × F). వాలిపోవడం చూడడానికి లక్షణాల ప్యానెల్లో ఒక బలాన్ని మార్చండి. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.
టార్క్, తులావడులు
పివెట్కు ఇరువైపులా టార్క్లు సమానం కాగా తులావడి సమతూకంలో ఉంటుంది — చిన్న భుజంపై బలాలు పొడవైన భుజాన్ని సరికట్టడానికి పెద్దవి కావాలి.
టార్క్ τ = r × F బలం, తులాభుజం రెండింటిపైనీ ఆధారపడుతుంది. పివెట్ మధ్యలో ఉంటే, పివెట్ నుండి 2 m దూరంలో 50 N బలం, 1 m దూరంలో 100 N బలాన్ని సమతూకం చేస్తుంది: 50 × 2 = 100 × 1.
- τ = rF sin θ
- సమతా స్థితి వద్ద Στ = 0
దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ
ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి
ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.
ముఖ్య ప్రశ్న
ఈ తులావడి పివట్ మధ్యలో ఉంది, శాస్త్రీయ తులావడిలాగానే — కానీ కుడి బలం పివట్ నుండి కేవలం 1 m లో, ఎడమ బలం 2 m లో అన్వయించబడింది. 2 m దూరంలో 50 N తోపును 1 m దూరంలో తోపు సమతూకం చేస్తే, ఆ బలం 50 N కంటే పెద్దదా, అలాగేనా, చిన్నదా?
పరిగణించాల్సిన ఊహలు
- అది 50 N కంటే పెద్దది
- అది అలాగే — 50 N
- అది 50 N కంటే చిన్నది
చరరాశి పాత్రలు
మీరు సెట్ చేసేవి:
- ఎడమ బలం (N)
- కుడి బలం (N)
మీరు కొలిచేవి:
- నికర టార్క్ (సిమ్ నుండి) (N·m)
- τ = r × F (లెక్కించినది) (N·m)
పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది
- అసమ తులావడి ప్రీసెట్ తెరవండి. దృఢమైన త్రుప్పి సరిగ్గా మధ్యలో పిన్ చేయబడింది, శాస్త్రీయ తులావడిలా — కానీ రెండు కిందికి బలాలు వేర్వేరు దూరాల్లో అన్వయించబడ్డాయి: ఎడమన 2 m, కుడిన 1 m. 50 N కిందికి బలం 2 m గుర్తు వద్ద నొక్కుతోంది.
- త్రుప్పిపై ఎడమ బల బాణాన్ని క్లిక్ చేసి లక్షణాల ప్యానెల్లో దాని తీవ్రత నమోదు చేయండి, ఆపై కుడి బల బాణాన్ని క్లిక్ చేసి అలాగే చేయండి. రెండు భుజాలు వేర్వేరు పొడవులుగా ఉన్నాయని గమనించండి.
- కింది ప్రతి వరుసకూ ఎడమ, కుడి బల తీవ్రతలను లక్షణాల ప్యానెల్లో సరిపోయేలా సెట్ చేసి, సిమ్యులేషన్ నడపండి, త్రుప్పిని ఎంచుకుని, గణిత ప్యానెల్ నుండి τ = r × F టార్క్ విలువ చదవండి.
పాలక సమీకరణం
టార్క్ — τ = r × F
పివట్ చుట్టూ బలపు భ్రమణ ప్రభావమే టార్క్: τ = r × F, r = పివట్ నుండి బలం పనిచేసే బిందువరకు దూరం. అసమ భుజాలతో, సమాన టార్క్లకు అసమాన బలాలు అవసరం — పివట్ నుండి 2 m లో 50 N బలం, 1 m దూరంలో 100 N బలాన్ని సమతూకం చేస్తుంది, ఎందుకంటే రెండూ 100 N·m చేస్తాయి.
ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది
- ప్రతి వరుసకూ, 1 m × కుడి బలం − 2 m × ఎడమ బలం చేతితో లెక్కించండి. సిమ్ గణిత ప్యానెల్ నుండి చదివిన నికర టార్క్తో పోల్చండి. అవి సరిపోతాయా?
- వరుస 1లో 2 m భుజంపై 50 N తోపు, 1 m భుజంపై 100 N తోపును సమతూకం చేస్తుంది — వేర్వేరు బలాలు, సమాన టార్క్లు. తులావడి సమతూకంలో ఉండాలంటే బలానికి, పివట్ నుండి దాని దూరానికి మధ్య ఏమి నిజం కావాలి?
ల్యాబ్కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
- హ్యాండ్ బండి కూడా తులావడే: మీ చేతులు చక్రం (పివట్) నుండి దాదాపు 2 m దూరంలో హ్యాండిల్లను ఎత్తుతాయి, భారం చక్రానికి దగ్గరగా ఉంటుంది. భారం 200 N, చక్రం నుండి 0.5 m దూరంలో ఉంటే, హ్యాండిల్ల వద్ద ఎంత పైకి బలం అన్వయించాలి? భారం ట్రే చివరలో ఉంటే ఎంత అవసరం?
- గిల్లుడు సుత్తి కిల్లు లాగడం, క్రోబార్, జీడిపప్పు పగులు యంత్రం — అన్నీ అసమ భుజాల తులావడులే. ఒకదాన్ని ఎంచుకుని దాని పివట్, అన్వయించిన బలం, కదిలే భారం గుర్తించండి — ఆపై భారం వైపున చిన్న భుజమే ఎందుకు ఉంటుందో వివరించండి.
- 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
- అసమ తులావడికి స్వాగతం
- తులావడి ఎంచుకోండి
- ప్లే నొక్కండి
- అసమ భుజాలు, సమాన టార్క్లు
- డేటా తెరవండి
- మీరు సాధించారు!
దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.