Cum se joacă Forță contra distanță
- Alege o pârghie și citește ambele brațe, sarcina și deplasarea unui capăt de pe fișă.
- Ambele capete se rotesc cu același unghi, deci fiecare se deplasează proporțional cu brațul său: s_l ÷ s_e = d_l ÷ d_e.
- Pentru lucrul mecanic, înmulțește fiecare forță cu deplasarea pe care o face: lucrul făcut, F·s_e, este egal cu lucrul obținut, W·s_l. Scrie predicția ta și apasă Mișcă.
- Privește semnul sau linia portocalie: arată predicția ta lângă ceea ce se întâmplă de fapt.
Ce schimbă o pârghie?
O pârghie se rotește în jurul punctului de sprijin, deci ambele capete descriu același unghi. Capătul mai depărtat de punctul de sprijin se deplasează mai mult și mai repede, proporțional cu distanța lui: s_l ÷ s_e = d_l ÷ d_e. Acesta este prețul avantajului mecanic. O rangă care te face să împingi cu o cincime din forță te face să împingi de cinci ori mai mult. Pentru o pârghie lentă și fără frecare nu se pierde energie, deci lucrul mecanic pe care îl faci, F·s_e, este egal cu cel pe care îl obții, W·s_l. O pârghie nu economisește niciodată lucru mecanic; doar schimbă forță pe distanță. O pârghie de genul al treilea, ca antebrațul tău sau o undiță, face schimbul opus: împingi mai tare decât sarcina, iar în schimb sarcina se deplasează mai mult și mai repede. De aceea mușchii se prind aproape de articulații și de aceea o bâtă, o rachetă sau o undiță ajung atât de departe.
Un model de învățare țintit
Pârghia este ușoară și rigidă și se rotește în jurul unui punct de sprijin fix. Un punct, sarcina sau forța activă, este mișcat uniform timp de 2 s; fiecare punct se deplasează atunci cu d·sin θ perpendicular pe poziția inițială a barei, deci s_l ÷ s_e = d_l ÷ d_e în fiecare moment, iar vitezele păstrează același raport. Pârghia se mișcă încet și fără frecare, deci lucrul făcut este egal cu lucrul obținut. O predicție este corectă în limita a 2%. Se desfășoară în timp real.