Vsebina
- Kako narediti model uravnoteženja žarka za šolske projekte
- Kako deluje ravnotežje snopa?
- Nazaj na tehnično lestvico ali tehtnico
Tehtnica naredi natanko tisto, kar pove ime: uravnava dve postavki. S pomočjo enega lahko določite maso predmeta.
Oglejmo si, kako narediti samostojno (naredi sam) lestvico ali uravnotežiti in si ogledati, kako deluje fizikalni princip.
Kako narediti model uravnoteženja žarka za šolske projekte
Za izdelavo domače lestvice mase boste potrebovali naslednje:
Da bi razumeli namen majhnih predmetov znane teže, moramo vedeti, kako deluje tehtnica ali lestvica.
Kako deluje ravnotežje snopa?
Fizični princip, ki temelji na ravnovesju snopa, je navor. Sila, ki deluje na snop na določeni razdalji od opornice (ki se imenuje ročica ročice) ali točke, kjer je uravnovešena, ustvarja navor. Navor povzroči rotacijsko gibanje, če so navori neuravnoteženi.
Telo snopa uporablja to načelo za merjenje mase ali teže.
Formula navora, τ, je τ = F × r, kje F je sila, ki jo predmet uporablja, in r je ročica vzvoda. Upoštevajte, da je operacija navzkrižni izdelek, ki je vektorska operacija in ne množenje. Prečni izdelek bo enak nič, če je neka komponenta sile pravokotna na ročico ročice.
Jasno je, da je za ravnovesje snopa ročico ročice mogoče predstaviti kot vektor, ki se začne na koncu in kaže proti koncu žarka. Vektor sile se začne na mestu, kjer se nahaja masa, in je vzporeden s smerjo teže.
Če želite preveriti, ali je ta enačba smiselna, odprite vrata. Če želite odpreti vrata, morate vleči pravokotno na vrata. Če bi se obrnili na rob vrat in potisnili ali potegnili, ne bi odprli vrat. Enačba navora natančno opisuje tiste fizične pojave.
Za dvodimenzionalne težave postane formula τ = F r sin (*θ*), v tem primeru je bil opravljen navzkrižni izdelek, sinus kota med smerami sile in ročice je θ. Ko se kot med silo in ročico približa 0, navor gre tudi na 0, kar je smiselno.
Nazaj na tehnično lestvico ali tehtnico
Če želite uporabiti tehtnico za določitev mase predmeta, je treba predmet neznane mase postaviti na en konec tehtnice. To bo povzročilo navor in tehtnica se bo vrtela okoli vrvi in počivala na tleh, dokler navor ne bo uravnotežen. Kako torej uravnotežimo navor?
Tu so potrebni predmeti znane mase.
Predmete znane mase lahko počasi dodajamo na nasprotni konec in začnemo določiti ustrezno silo. Ko je žarek uravnotežen in sta oba konca na enaki višini od tal, so sile na obeh koncih žarka uravnotežene.
Ko se to zgodi, lahko seštejete skupno maso, ki je bila potrebna za uravnavanje žarka, kar določa maso neznanega predmeta.
Ne pozabite, da morajo biti ročice vzvoda na obeh straneh žarka popolnoma enake. V nasprotnem primeru sile, ki so potrebne za uravnavanje navora, ne bodo popolnoma enake, za določitev neznane mase bi bil potreben dodaten izračun.