Il laboratorio delle leve: i tre generi di leva

Un gioco di simulazione educativo. Prevedi la forza motrice, la posizione del fulcro o il braccio della potenza di cui una leva ha bisogno per sollevare il carico, poi spingi e guarda i momenti equilibrarsi.

LeveVantaggio meccanico

BANCO DELLE LEVE

Piede di porco

Pronto
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Forza motrice FCarico WFulcroIndicatore dei momenti
Legge della levaF·d_e = W·d_l

Tempo

0.00 s

t

Forza motrice

— N

F

Momento della forza motrice

— N·m

F·d_e

Vantaggio meccanico

— ×

MA = d_e ÷ d_l

Carico sollevato

0.0 cm

Δy_l

Prevedi prima di spingere

Scrivi la tua risposta per impostare la leva. Spingi resta disattivato finché non c'è una risposta.

Prevedi la leva prima di spingere.

Punteggio della missione—

Una risposta giusta solleva il carico ed è entro il 2% del limite: vale 100 punti. Indovinarla alla prima prova aggiunge 50 punti. Una prova conta appena comincia.

✓ Risposta giusta① Al primo colpo

Come si gioca a Il laboratorio delle leve

  1. Scegli una leva e leggi il suo genere, il carico W e i bracci sulla scheda.
  2. Trova dove stanno il fulcro, il carico e la forza motrice, e misura entrambi i bracci dal fulcro.
  3. Usa la legge della leva, F·d_e = W·d_l, per trovare la forza motrice, la posizione del fulcro o il braccio della potenza, e premi Spingi.
  4. Guarda l'indicatore: il carico si solleva nell'istante in cui il momento della forza motrice raggiunge la linea.

Come fa una leva a moltiplicare la forza?

Una leva è una barra rigida che ruota intorno a un punto fisso, il fulcro. Un carico W la spinge al braccio della resistenza d_l, e tu spingi con una forza motrice F al braccio della potenza d_e. La leva è in equilibrio quando i momenti rispetto al fulcro sono uguali: F·d_e = W·d_l. Quindi F = W·d_l ÷ d_e, e il vantaggio meccanico è VM = W ÷ F = d_e ÷ d_l. In una leva di primo genere, come un piede di porco, le forbici o un'altalena a bilico, il fulcro sta tra la forza motrice e il carico. In una leva di secondo genere, come una carriola o uno schiaccianoci, il carico sta tra il fulcro e la forza motrice, quindi VM è sempre maggiore di 1. In una leva di terzo genere, come il tuo avambraccio, le pinzette o una canna da pesca, la forza motrice sta tra il fulcro e il carico, quindi VM è minore di 1: spingi più forte del carico, ma il carico si muove di più e più in fretta.

Un modello di apprendimento mirato

La leva è leggera e rigida e ogni forza agisce perpendicolarmente a essa. La forza motrice cresce in modo uniforme da zero in 2 s; il carico si solleva esattamente quando F·d_e raggiunge W·d_l, istante calcolato esattamente, e un momento entro lo 0,05% conta. La leva poi ruota di 8° in 1 s con la forza mantenuta, quindi il carico sale di d_l·sin θ mentre la tua mano si sposta di d_e·sin θ. Si svolge in tempo reale.

Cambiando lingua mantieni leva, risposta, tentativi e prova.