Ook in:Krachtenevenwicht

Wip: breng de momenten in evenwicht

Een educatief simulatiespel. Voorspel waar een kind moet zitten, of hoe zwaar het moet zijn, om een wip in evenwicht te brengen, laat dan los en kijk of hij horizontaal blijft of kantelt.

KrachtmomentRotatie-evenwicht

SPEELTUIN

Waar zitten

Klaar
Zet JavaScript aan om de wip in evenwicht te brengen. De uitleg en het uitgewerkte voorbeeld blijven leesbaar.
Gewichten m·gTilkracht FSteunkracht draaipuntMomentbalken
Momenten om het draaipuntΣM = 0

Tijd

0.00 s

t

Helling

0.0 °

θ

Moment tegen de klok in

— N·m

Σ m·g·d

Moment met de klok mee

— N·m

Σ m·g·d

Nettomoment

— N·m

ΣM

Voorspel voordat je loslaat

Typ je antwoord om de wip klaar te zetten. Loslaten blijft uit tot er een antwoord is.

Voorspel het evenwicht voordat je loslaat.

Missiescore—

Een goed antwoord, binnen 2 %, levert 100 punten op. Goed bij de eerste run levert 50 extra op. Een run telt zodra hij begint.

✓ Goed antwoord① In één keer

Zo speel je Wip

  1. Kies een wip en lees op de kaart de massa's en hun afstanden met teken tot het draaipunt.
  2. Bereken elk moment, gewicht × afstand, en tel ze per kant op.
  3. Typ de afstand, massa of kracht die beide kanten gelijk maakt en druk op Loslaten.
  4. Kijk naar de momentbalken: gelijke balken houden de plank horizontaal; anders kantelt hij naar het grootste moment.

Wat houdt een wip horizontaal?

Een kracht kan een voorwerp om een draaipunt laten draaien. Die draaiende werking, het moment, is de kracht maal haar loodrechte afstand tot het draaipunt: M = F·d. Een gewicht m·g op afstand d geeft M = m·g·d. Een voorwerp in rust begint niet te draaien als de momenten elkaar opheffen: ΣM = 0, dus de momenten tegen de klok in zijn gelijk aan die met de klok mee. Daarom kan een licht kind ver weg een zwaar kind dichtbij in evenwicht houden, telt het gewicht van de plank als het draaipunt niet in het midden ligt, en laten hefbomen zoals een kruiwagen een kleine kracht een grote last optillen.

Een gericht leermodel

De plank is stijf en de kinderen zijn puntgewichten op vaste afstanden. De wrijving in het draaipunt houdt de plank horizontaal zolang het nettomoment hooguit 2 % is van het moment aan de grootste kant. Anders draait de plank vanuit rust, θ = ½·(ΣM ÷ I)·t², tot het lage uiteinde de grond raakt, exact berekend. Momenten tegen de klok in zijn positief. Speelt af in echte tijd.

Bij het wisselen van taal blijven je wip, antwoord, pogingen en voortgang behouden.