Jak grać w Huśtawkę
- Wybierz huśtawkę i odczytaj z karty masy i ich odległości od osi ze znakiem.
- Oblicz każdy moment siły, ciężar × odległość, i dodaj je po każdej stronie.
- Wpisz odległość, masę lub siłę, przy której obie strony są równe, i naciśnij Puść.
- Obserwuj słupki momentów: równe słupki utrzymują deskę w poziomie; w przeciwnym razie przechyla się w stronę większego momentu.
Co utrzymuje huśtawkę w poziomie?
Siła może obracać ciało wokół osi. Jej działanie obrotowe, czyli moment siły, to siła razy jej odległość prostopadła od osi: M = F·d. Ciężar m·g w odległości d daje M = m·g·d. Ciało w spoczynku nie zaczyna się obracać, gdy momenty sił się znoszą: ΣM = 0, więc momenty przeciwne do ruchu wskazówek zegara są równe momentom zgodnym z nim. Dlatego lekkie dziecko daleko od osi może zrównoważyć ciężkie dziecko blisko niej, dlatego ciężar samej deski ma znaczenie, gdy oś nie jest w jej środku, i dlatego dźwignie, takie jak taczka, pozwalają małą siłą podnieść duży ładunek.
Model skupiony na nauce
Deska jest sztywna, a dzieci to ciężary punktowe w stałych odległościach. Tarcie w osi utrzymuje deskę w poziomie, dopóki moment wypadkowy wynosi najwyżej 2% momentu większej strony. W przeciwnym razie deska obraca się od spoczynku, θ = ½·(ΣM ÷ I)·t², aż jej niższy koniec dotknie ziemi, co jest wyznaczane dokładnie. Momenty przeciwne do ruchu wskazówek zegara są dodatnie. Odtwarzane w czasie rzeczywistym.