Også i:Kraftligevægt

Vippe: få momenterne i ligevægt

Et pædagogisk simulationsspil. Forudsig, hvor et barn skal sidde, eller hvor tungt det skal være, for at vippen er i ligevægt, slip så, og se, om den bliver vandret eller tipper.

KraftmomentRotationsligevægt

LEGEPLADS

Hvor skal man sidde

Klar
Slå JavaScript til for at få vippen i ligevægt. Vejledningen og det gennemregnede eksempel kan stadig læses.
Tyngder m·gLøftekraft FStøttekraft i omdrejningspunktetMomentsøjler
Momenter om omdrejningspunktetΣM = 0

Tid

0.00 s

t

Hældning

0.0 °

θ

Moment mod uret

— N·m

Σ m·g·d

Moment med uret

— N·m

Σ m·g·d

Nettomoment

— N·m

ΣM

Forudsig, før du slipper

Skriv dit svar for at gøre vippen klar. Slip er slået fra, indtil der er et svar.

Forudsig ligevægten, før du slipper.

Missionspoint—

Et rigtigt svar, inden for 2 %, giver 100 point. Rigtigt ved første kørsel giver 50 ekstra. En kørsel tæller, så snart den starter.

✓ Rigtigt svar① I første forsøg

Sådan spiller du Vippe

  1. Vælg en vippe, og aflæs masserne og deres afstande med fortegn til omdrejningspunktet på kortet.
  2. Beregn hvert moment, tyngde × afstand, og læg dem sammen på hver side.
  3. Skriv den afstand, masse eller kraft, der gør siderne lige store, og tryk på Slip.
  4. Se på momentsøjlerne: lige søjler holder planken vandret; ellers tipper den mod det største moment.

Hvad holder en vippe vandret?

En kraft kan dreje en genstand om et omdrejningspunkt. Dens drejende virkning, momentet, er kraften gange dens vinkelrette afstand til omdrejningspunktet: M = F·d. En tyngde m·g i afstanden d giver M = m·g·d. En genstand i hvile begynder ikke at dreje, når momenterne ophæver hinanden: ΣM = 0, altså er momenterne mod uret lige så store som momenterne med uret. Derfor kan et let barn langt ude balancere et tungt barn tæt på, derfor tæller plankens tyngde, når omdrejningspunktet ikke er i midten, og derfor lader vægtstænger som en trillebør en lille kraft løfte en stor last.

En afgrænset læringsmodel

Planken er stiv, og børnene er punktformede tyngder på faste afstande. Friktionen i omdrejningspunktet holder planken vandret, så længe nettomomentet er højst 2 % af momentet på den stærkeste side. Ellers drejer planken fra hvile, θ = ½·(ΣM ÷ I)·t², indtil den lave ende rammer jorden, nøjagtigt beregnet. Momenter mod uret er positive. Afspilles i realtid.

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