Mekanik
Eşit kaldıraç
İki eşit kuvvet her iki uçtan aşağı doğru iter. Eşit kollar + eşit kuvvetler → tork birbirini götürür (τ = r × F) → kaldıraç düz kalır. Eğilmesini görmek için Özellikler panelinde bir kuvveti değiştirin.
Eşit kaldıraç — etkileşimli Mekanik simülasyonu. İki eşit kuvvet her iki uçtan aşağı doğru iter. Eşit kollar + eşit kuvvetler → tork birbirini götürür (τ = r × F) → kaldıraç düz kalır. Eğilmesini görmek için Özellikler panelinde bir kuvveti değiştirin. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Tork ve kaldıraçlar
Net tork sıfırdan farklı olduğunda bir kaldıraç döner. Pivottan daha uzaktaki kuvvetler, aynı büyüklük için daha büyük torklar üretir.
Tork τ = r × F, hem kuvvete hem de kaldıraç koluna bağlıdır. Karşıt taraflarda eşit mesafedeki eşit kuvvetler dengelenebilir; mesafeyi veya kuvveti değiştirmek kaldıracı devirir.
- τ = rF sin θ
- Dengede Στ = 0
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Yol gösterici soru
Bir kol tam ortasından sabitlenmiştir; her iki ucuna da pivottan aynı uzaklıkta olacak şekilde aşağı doğru bir itme uygulanır.
Tartılacak tahminler
- Daha güçlü itmeye doğru eğilir
- Kuvvetler ne olursa olsun dengede kalır
- Daha zayıf itmeye doğru eğilir
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Sol Kuvvet (N)
- Sağ Kuvvet (N)
Ölçtüğünüz şey:
- Net Tork (sim'den) (N·m)
- τ = r × F (hesaplanmıştır) (N·m)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Merkezinden sabitlenmiş sert bir kiriş vardır; her iki uçta pivottan 2 m uzaklığa 50 N'luk aşağı yönlü kuvvet uygulanır.
- Kirişin üzerindeki sol kuvvet okuna tıklayın ve Özellikler panelinde kuvvetini not edin, ardından sağ kuvvet okuna tıklayın ve aynısını yapın.
- Aşağıdaki her satır için Özellikler panelinde sol ve sağ kuvvet büyüklüklerini eşit olacak şekilde ayarlayın, simülasyonu çalıştırın, kirişi seçin ve Matematik panelinden τ = r × F tork değerini okuyun.
Yöneten denklem
Tork — τ = r × F
Bir kaldıraç, iki taraftan gelen torklar birbirini götürdüğünde dengelenir...
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Her sıra için 2 m × (Sağ Kuvvet – Sol Kuvvet) değerini elle hesaplayın. Bunu sim'in Matematik panelinden okuduğunuz net torkla karşılaştırın. Eşleşiyorlar mı?
- 1. sırada iki kuvvet eşittir ve kol aynı seviyede kalır. Bu size herhangi bir kolun dengelenmesi için kuvvetler ve kol uzunluklarının nasıl bir ilişki içinde olması gerektiği konusunda ne söylüyor?
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Gerçek kaldıraçlar (farklı ağırlıktaki iki sürücünün bulunduğu tahterevalli gibi) dengelemek için genellikle eşit olmayan kuvvetlere değil eşit olmayan kol uzunluklarına ihtiyaç duyar. Sağ tarafın kuvveti 50 N'de kalsa ama pivottan uzaklığı iki katına çıkıp 4 m'ye çıksaydı, bunu dengelemek için sol kolda (hala 2 m'de) hangi kuvvete ihtiyaç duyulurdu?
- Bir İngiliz anahtarı, bir şişe açacağı ve bir makas, hepsi birer kaldıraçtır. Birini seçin ve pivotunu, uyguladığı kuvveti ve hareket ettirdiği yükü tanımlayın; ardından daha uzun bir kolun kullanımını neden kolaylaştırdığını açıklayın.
- 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
- Hoş geldiniz: Kaldıraç
- Seçin: kaldıraç
- Oynat'a basın
- Tork dengesi
- Verileri açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.