力学
等臂杠杆
两个相等的力分别向下作用于杠杆两端。等臂加等力，力矩相互抵消（τ = r × F），杠杆保持水平。在检查器中修改一个力的大小，观察杠杆倾斜。
等臂杠杆——交互式力学模拟。两个相等的力分别向下作用于杠杆两端。等臂加等力，力矩相互抵消（τ = r × F），杠杆保持水平。在检查器中修改一个力的大小，观察杠杆倾斜。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
力矩与杠杆
合力矩不为零时，杠杆转动。同样的力，离支点越远，产生的力矩越大。
力矩 τ = r × F 取决于力的大小和力臂。支点两侧等距、等大的反向力可以平衡；改变距离或力的大小会使杠杆倾斜。
- 力矩 τ = rF sin θ
- 平衡时Στ = 0
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
杠杆固定在其正中心，在两端施加向下的推力，距枢轴的距离相同。如果一侧的推力比另一侧用力，杠杆是否会向较强的推力倾斜、向较弱的推力倾斜，还是无论如何都保持平衡？
预测权重
- 它倾向于更强的推动力
- 无论外力如何，它都能保持平衡
- 它向较弱的推力倾斜
可变角色
您设置的内容：
- 左力 (N)
- 右力 (N)
您测量的内容：
- 净力矩（来自模拟） (N·m)
- τ = r × F（计算得出） (N·m)
调查如何进行
- 打开控制杆预设。刚性梁固定在其中心；在距每端枢轴 2 m 处施加 50 N 的向下力。
- 单击梁上的左力箭头并在检查器中记下其强度，然后单击右力箭头并执行相同操作。
- 对于下面的每一行，在检查器中设置左右力强度以匹配，运行模拟，选择梁，并从数学面板中读取 τ = r × F 力矩值。
控制方程
力矩 — τ = r × F
力矩是力绕枢轴的转动效应：τ = r × F，其中 r 是从枢轴到力作用处的距离。当两侧的力矩抵消时，杠杆就达到平衡——等距离处的力相等，或者距离成反比处的力不相等。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于每一行，手动计算 2 m ×（右力 - 左力）。将其与您从模拟模块的数学面板中读取的净力矩进行比较。他们匹配吗？
- 在第一行中，两个力相等并且杠杆保持水平。这告诉您什么力和臂长必须如何关联才能使任何杠杆保持平衡？
这在实验室之外的地方表现出来
- 真正的杠杆——就像有两个不同体重的骑手的跷跷板——通常需要不等的臂长，而不是不等的力来平衡。如果右侧的力保持在 50 N，但距枢轴的距离加倍到 4 m，则左臂（仍为 2 m）需要多大的力才能平衡它？
- 扳手、开瓶器和剪刀都是杠杆。选择一个并确定其枢轴、所施加的力以及所移动的负载，然后解释为什么较长的手柄使其更易于使用。
- 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
- 欢迎学习杠杆
- 选择杠杆
- 点击播放
- 力矩的平衡
- 打开数据
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。