Også i:Kraftlikevekt

Hengende skilt: få kablene i likevekt

Et pedagogisk simuleringsspill. Forutsi snorkraften i kablene som holder et butikkskilt, la så kranen overføre vekten og se om kablene holder eller ryker.

KraftlikevektSnorkraft

BUTIKKSKILT

Én kabel

Klar
Slå på JavaScript for å henge opp skiltet. Instruksjonene og det gjennomregnede eksemplet kan fortsatt leses.
Snorkraft TTyngde WKabelens bruddstyrkeKabler
Kreftene på ringenΣF = 0

Tid

0.00 s

t

Last på kablene

0 N

W = m·g

Snorkraft T₁

— N

T₁

Snorkraft T₂

— N

T₂

Kraftsum på ringen

0.00 N

ΣF = T₁ + T₂ + W

Forutsi før du henger opp

Skriv svaret ditt for å gjøre klar kablene. Heng opp er av til det finnes et svar.

Forutsi kablene før du henger opp skiltet.

Oppdragspoeng—

Et riktig svar gir 100 poeng: en kabel som holder med høyst 2 % margin, eller en vinkel høyst 2 % brattere enn grensen. Riktig på første kjøring gir 50 til. En kjøring teller så snart den starter.

✓ Riktig svar① På første forsøk

Slik spiller du Hengende skilt

  1. Velg et skilt og les massen og kabelvinklene på kortet.
  2. Tegn kreftene på ringen: tyngden nedover og hver snorkraft langs kabelen sin. Summen må være null.
  3. Skriv snorkraften eller vinkelen og trykk Heng opp. Kranen overfører tyngden til kablene på 2 s.
  4. Se på krafttrekanten: den lukker seg når kreftene er i likevekt. En for svak kabel ryker.

Når er en gjenstand i likevekt?

En gjenstand blir liggende i ro når kreftene på den opphever hverandre: ΣF = 0. Deler du hver kraft i en vannrett og en loddrett del, må begge summene være null. For et skilt i to kabler med vinklene θ₁ og θ₂ over vannrett opphever de vannrette delene hverandre, T₁·cos θ₁ = T₂·cos θ₂, og de loddrette delene bærer tyngden, T₁·sin θ₁ + T₂·sin θ₂ = W. Tegnet etter hverandre danner de tre kreftene en lukket trekant. Jo flatere en kabel er, jo mindre er den loddrette delen, så den må dra mye hardere for å bære den samme tyngden. Derfor henger klessnorer og strømledninger aldri helt rett.

En avgrenset læringsmodell

Kablene er lette, rette og strekker seg ikke, og de møtes i én ring, så kreftene angriper i samme punkt. Kranen senker skiltet sakte, slik at det er i likevekt hele tiden og snorkreftene vokser med lasten. En kabel ryker nøyaktig når snorkraften når bruddstyrken; en bruddstyrke inntil 0,05 % under snorkraften regnes som nok, så et avrundet svar ikke får kabelen til å ryke. Spilles av i sanntid.

Når du bytter språk, beholdes skiltet, svaret, forsøkene og forløpet.