Ponto de equilíbrio: ache o centro de massa

Um jogo educativo de simulação. Preveja onde uma barra carregada se equilibra, onde colocar uma massa ou quanto ela deve ter; depois solte e veja se a barra fica na horizontal sobre o apoio.

Centro de massaEquilíbrio

BANCADA DE EQUILÍBRIO

Duas massas

Pronto
Ative o JavaScript para equilibrar a barra. As instruções e o exemplo resolvido continuam legíveis.
Pesos m·gApoioCentro de massaBarras de torque
Centro de massa da barrax_cm = Σm·x ÷ Σm

Tempo

0.00 s

t

Inclinação

0.0 °

θ

Massa total

— kg

Σm

Soma de m·x

— kg·m

Σm·x

Centro de massa

— m

x_cm

Preveja antes de soltar

Digite sua resposta para preparar a barra. Soltar fica desativado até haver uma resposta.

Preveja o ponto de equilíbrio antes de soltar.

Pontuação da missão—

Uma resposta certa mantém a barra na horizontal sobre o apoio: 100 pontos. Acertar na primeira rodada soma mais 50. Uma rodada conta assim que começa.

✓ Resposta certa① De primeira

Como jogar Ponto de equilíbrio

  1. Escolha uma barra e leia no cartão cada massa e sua distância à ponta esquerda.
  2. Multiplique cada massa pela posição e some: Σm·x. Conte a massa da barra no meio dela.
  3. Divida pela massa total para achar x_cm, ou resolva a posição ou a massa que coloca x_cm sobre o apoio, e toque em Soltar.
  4. Observe a marca verde: se o centro de massa estiver sobre o apoio, a barra fica na horizontal; senão, tomba para o lado dele.

Onde fica o centro de massa?

Todo objeto se comporta como se todo o seu peso puxasse para baixo em um único ponto, o centro de massa. Para massas ao longo de uma linha, é a posição média ponderada pelas massas: x_cm = Σm·x ÷ Σm. Peças pesadas o puxam para si; as leves quase não o movem. O centro de massa de uma barra uniforme fica no meio, então a barra conta como mais uma massa colocada ali. Um objeto apoiado fica parado enquanto o centro de massa estiver sobre o apoio; se passar da borda, o peso gira o objeto sobre essa borda. Por isso dá para equilibrar uma régua num dedo, e por isso uma gangorra se equilibra quando Σm·x é igual dos dois lados do apoio.

Um modelo de aprendizagem focado

A barra é rígida e tem 2 m; as massas são pontos em posições fixas e a massa de uma barra uniforme age no meio. O topo plano do apoio tem 2 cm: a barra fica na horizontal enquanto o centro de massa estiver sobre ele. Senão, a barra gira a partir do repouso em torno da borda mais próxima do apoio, θ = ½·α·t² com α = M·g·d ÷ I, até a ponta mais baixa tocar a mesa, calculado de forma exata. Roda em tempo real.

Ao trocar de idioma, sua barra, resposta, tentativas e rodada são mantidas.