Mekanik
Eşit olmayan kaldıraç
2 m koldaki 50 N itme, 1 m koldaki 100 N itmeyi dengeler — farklı kuvvetlerden eşit torklar (τ = r × F). Eğilmesini görmek için Denetleyici’de bir kuvveti değiştirin.
Eşit olmayan kaldıraç — etkileşimli Mekanik simülasyonu. 2 m koldaki 50 N itme, 1 m koldaki 100 N itmeyi dengeler — farklı kuvvetlerden eşit torklar (τ = r × F). Eğilmesini görmek için Denetleyici’de bir kuvveti değiştirin. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Tork ve kaldıraçlar
Bir kaldıraç, pivotun iki tarafındaki torklar eşit olduğunda dengelenir — daha kısa koldaki kuvvetler, daha uzun kola eşit olmak için daha büyük olmalıdır.
Tork τ = r × F hem kuvvete hem de kaldıraç koluna bağlıdır. Pivot ortalanmışken, pivottan 2 m uzaktaki 50 N'lik kuvvet, 1 m uzaktaki 100 N'lik kuvveti dengeler: 50 × 2 = 100 × 1.
- 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.
Sürüş sorusu
Bu kaldıracın pivotu ortalanmıştır, tıpkı klasik kaldıraç gibi — ancak sağ kuvvet pivottan yalnızca 1 m uzağa uygulanırken sol kuvvet 2 m uzaktadır. 2 m mesafedeki 50 N itme, 1 m mesafedeki bir itmeyle dengeleniyorsa, bu kuvvet 50 N'den büyük müdür, eşit midir yoksa küçük müdür?
Tartılacak tahminler
- 50 N’den büyüktür
- 50 N’ye eşittir
- 50 N’den küçüktür
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?
- Eşit Olmayan Kaldıraç ön ayarını açın. Sert bir kiriş, klasik kaldıraç gibi tam merkezine sabitlenmiştir — ancak iki aşağı yönlü kuvvet farklı mesafelerde uygulanır: solda 2 m, sağda 1 m. 50 N'lik aşağı yönlü kuvvet 2 m işaretine etki eder.
- Kirişteki sol kuvvet okuna tıklayın ve Denetleyici’de gücünü not edin, ardından sağ kuvvet okuna tıklayıp aynısını yapın. İki kolun farklı uzunluklarda olduğuna dikkat edin.
- Aşağıdaki her satır için Denetleyici’de sol ve sağ kuvvet güçlerini eşleşecek şekilde ayarlayın, simülasyonu çalıştırın, kirişi seçin ve Matematik panelinden τ = r × F tork değerini okuyun.
Yönetim denklemi
Tork — τ = r × F
Tork, bir kuvvetin bir pivot etrafında dönme etkisidir: τ = r × F, burada r, pivottan kuvvetin etki ettiği yere olan mesafedir. Eşit olmayan kollarda eşit torklar eşit olmayan kuvvetler gerektirir — pivottan 2 m uzaktaki 50 N’lik kuvvet, 1 m uzaktaki 100 N’lik kuvveti dengeler çünkü ikisi de 100 N·m üretir.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Her satır için elle 1 m × Sağ Kuvvet − 2 m × Sol Kuvvet hesaplayın. Bunu simülasyonun Matematik panelinden okuduğunuz net torkla karşılaştırın. Eşleşiyorlar mı?
- 1. satırda, 2 m koldaki 50 N itme, 1 m koldaki 100 N itmeyi dengeler — farklı kuvvetler, eşit torklar. Bir kaldıracın dengede olması için bir kuvvet ve onun pivota olan uzaklığı arasında ne doğru olmalıdır?
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- El arabası da bir kaldıraçtır: yük tekerleğin (pivotun) yakınında dururken kollarınız tutamakları tekerlekten yaklaşık 2 m uzakta kaldırır. Yük 200 N ağırlığındaysa ve tekerlekten 0,5 m uzaktaysa, dengelemek için tutamaklara ne kadar yukarı kuvvet uygulamanız gerekir? Yük kasanın en ucunda olsaydı ne kadar gerekirdi?
- Çivi çeken karga burunlu çekiç, manivela ve fındıkkıran, hepsi eşit olmayan kollara sahip kaldıraçlardır. Birini seçin; pivotunu, uygulanan kuvveti ve hareket ettirdiği yükü belirleyin — ardından kısa kolun neden yük tarafında olduğunu 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
- Eşit Olmayan Kaldıraca Hoş Geldiniz
- Kaldıracı seçin
- Oynat’a basın
- Eşit olmayan kollar, eşit torklar
- Verileri açın
- Başardın!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.