అసమ తులావడి: యాంత్రిక లాభం
1 · ఊహించండి
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?
- అది 50 N కంటే పెద్దది
- అది అలాగే — 50 N
- అది 50 N కంటే చిన్నది
2 · అమరిక
- 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.
3 · డేటా సేకరించండి
| ఎడమ బలం (N) | కుడి బలం (N) | నికర టార్క్ (సిమ్ నుండి) (N·m) | τ = r × F (లెక్కించినది) (N·m) |
|---|---|---|---|
| 50.00 | 100.00 | ||
| 50.00 | 50.00 | ||
| 20.00 | 100.00 |
కొలిచిన నికర టార్క్ (y-అక్షం) వెంబడి బల భేదం (కుడి బలం − ఎడమ బలం) (x-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి — భుజాలు అసమానమని గుర్తుంచుకోండి, కాబట్టి టార్క్ = 1 m × కుడి బలం − 2 m × ఎడమ బలం. వాలు ఏమిటి, రేఖ ఎక్కడ సున్నా దాటుతుంది?
4 · విశ్లేషించండి
- 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?
5 · విస్తరించండి
- 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.
ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం
టార్క్
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.
యాంత్రిక శాస్త్రం
- ప్రక్షేపక చలనం & గతిజ శక్తి
- ర్యాంప్పై బంతి: ఘర్షణ లేని వాలుతలంపై శక్తి
- ఘర్షణ ర్యాంప్పై బ్లాక్: స్థితిజ ఘర్షణ పరిమితిని కనుగొనడం
- అంతిమ వేగం: నిరోధం గుండా పతనం
- బల ప్రయోగశాల: న్యూటన్ రెండో నియమం
- వ్యతిరేక బలాలు: న్యూటన్ రెండో నియమం & ద్రవ్యవేగం
- లంఘించే బంతి: తాకిడిలో శక్తి నష్టం
- ప్రత్యాస్థ ఢీకొట్లు & ద్రవ్యవేగ సంరక్షణం
- అప్రత్యాస్థ ఢీకొట్టు & ద్రవ్యవేగ సంరక్షణం
- న్యూటన్ క్రాడిల్: ద్రవ్యవేగ, శక్తి బదిలీ
- సరళ లోలకం
- స్ప్రింగ్పై ద్రవ్యరాశి: సరళ హార్మోనిక చలనం