力學
等臂槓桿
兩個相等的力分別向下作用於槓桿兩端。等臂加等力，力矩相互抵消（t = r x F），槓桿保持水平。在檢查器中修改一個力的大小，觀察槓桿傾斜。
等臂槓桿——互動式力學模擬。兩個相等的力分別向下作用於槓桿兩端。等臂加等力，力矩相互抵消（t = r x F），槓桿保持水平。在檢查器中修改一個力的大小，觀察槓桿傾斜。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室，提供即時 SI 測量與分步引導教學。
力矩與槓桿
合力矩不爲零時，槓桿轉動。同樣的力，離支點越遠，產生的力矩越大。
力矩 τ = r × F 取決於力的大小和力臂。支點兩側等距、等大的反向力可以平衡；改變距離或力的大小會使槓桿傾斜。
- 扭矩 τ = rF sin θ
- 平衡時Στ = 0
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面：探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定，以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
槓桿固定在其正中心，在兩端施加向下的推力，距樞軸的距離相同。如果一邊的推力比另一邊用力，槓桿是否會向較強的推力傾斜、向較弱的推力傾斜，還是無論如何都保持平衡？
預測權重
- 它傾向於更強的推動力
- 無論外力如何，它都能保持平衡
- 它向較弱的推力傾斜
可變角色
您設定的內容：
- 左力 (N)
- 右力 (N)
您測量的內容：
- 淨扭矩（來自 sim） (N·m)
- τ = r × F（計算得出） (N·m)
調查如何進行
- 打開控制桿預設。剛性梁固定在其中心；在每端樞軸 2 m 施加 50 N 的向下力。
- 按一下樑上的左力箭頭並在檢查器中記下其強度，然後按一下右力箭頭並執行相同操作。
- 對於下面的每一行，在檢查器中設置左右力強度以匹配，運行模擬，選擇梁，並從數學面板中讀取 τ = r × F 扭矩值。
控制方程
扭力 — τ = r × F
扭矩是力繞樞軸的轉動效應：τ = r × F，其中 r 是樞軸到力作用處的距離。當兩側的扭矩抵消時，槓桿就達到平衡——等距離處的力相等，或距離成反比處的力不相等。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於每一行，手動計算 2 m ×（右力 - 左力）。將其與您從模擬模組的數學面板中讀取的淨扭矩進行比較。他們匹配嗎？
- 在第一行中，兩個力相等且槓桿保持水平。這告訴您什麼力量和臂長必須如何關聯才能使任何槓桿保持平衡？
這在實驗室之外的地方表現出來
- 真正的槓桿——就像有兩個不同體重的騎手的蹺蹺板——通常需要不等的臂長，而不是不等的力來平衡。如果右側的力保持在 50 N，但與樞軸的距離加倍到 4 m，則左臂（仍為 2 m）需要多大的力來平衡它？
- 扳手、開瓶器和剪刀都是槓桿。選擇一個並確定其樞軸、施加的力以及所移動的負載，然後解釋為什麼較長的手柄使其更易於使用。
- 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
- 歡迎學習槓桿
- 選擇槓桿
- 點擊播放
- 力矩的平衡
- 打開數據
- 完成了！
打開互動式模擬以構建場景，點擊運行，並透過即時測量和引導式教學進行探索。