Også i:Kraftligevægt

Hængende skilt: få kablerne i ligevægt

Et pædagogisk simulationsspil. Forudsig snorkraften i de kabler, der holder et butiksskilt, lad så kranen overføre vægten, og se, om kablerne holder eller knækker.

KraftligevægtSnorkraft

BUTIKSSKILT

Ét kabel

Klar
Slå JavaScript til for at hænge skiltet op. Vejledningen og det gennemregnede eksempel kan stadig læses.
Snorkraft TTyngde WKablets brudstyrkeKabler
Kræfterne på ringenΣF = 0

Tid

0.00 s

t

Last på kablerne

0 N

W = m·g

Snorkraft T₁

— N

T₁

Snorkraft T₂

— N

T₂

Kraftsum på ringen

0.00 N

ΣF = T₁ + T₂ + W

Forudsig, før du hænger op

Skriv dit svar for at gøre kablerne klar. Hæng op er slået fra, indtil der er et svar.

Forudsig kablerne, før du hænger skiltet op.

Missionspoint—

Et rigtigt svar giver 100 point: et kabel, der holder med højst 2 % margin, eller en vinkel højst 2 % stejlere end grænsen. Rigtigt ved første kørsel giver 50 ekstra. En kørsel tæller, så snart den starter.

✓ Rigtigt svar① I første forsøg

Sådan spiller du Hængende skilt

  1. Vælg et skilt, og aflæs massen og kabelvinklerne på kortet.
  2. Tegn kræfterne på ringen: tyngden nedad og hver snorkraft langs sit kabel. Summen skal være nul.
  3. Skriv snorkraften eller vinklen, og tryk på Hæng op. Kranen overfører tyngden til kablerne på 2 s.
  4. Se på krafttrekanten: den lukker sig, når kræfterne er i ligevægt. Et for svagt kabel knækker.

Hvornår er en genstand i ligevægt?

En genstand bliver i hvile, når kræfterne på den ophæver hinanden: ΣF = 0. Deler man hver kraft i en vandret og en lodret del, skal begge summer være nul. For et skilt i to kabler med vinklerne θ₁ og θ₂ over vandret ophæver de vandrette dele hinanden, T₁·cos θ₁ = T₂·cos θ₂, og de lodrette dele bærer tyngden, T₁·sin θ₁ + T₂·sin θ₂ = W. Tegnet efter hinanden danner de tre kræfter en lukket trekant. Jo fladere et kabel er, jo mindre er dets lodrette del, så det skal trække meget hårdere for at bære den samme tyngde. Derfor hænger tørresnore og elledninger aldrig helt lige.

En afgrænset læringsmodel

Kablerne er lette, lige og strækker sig ikke, og de mødes i én ring, så kræfterne angriber i samme punkt. Kranen sænker skiltet langsomt, så det er i ligevægt hele tiden, og snorkræfterne vokser med lasten. Et kabel knækker præcis, når snorkraften når brudstyrken; en brudstyrke op til 0,05 % under snorkraften tæller som nok, så et afrundet svar ikke får kablet til at knække. Afspilles i realtid.

Når du skifter sprog, bevares skiltet, svaret, forsøgene og forløbet.