Finns också i:Kraftjämvikt

Den hängande skylten: balansera vajrarna

Ett pedagogiskt simuleringsspel. Förutsäg spänningen i vajrarna som håller en butiksskylt, och låt sedan kranen lämna över tyngden och se om vajrarna håller eller går av.

KraftjämviktSpänning

BUTIKSSKYLT

En vajer

Redo
Aktivera JavaScript för att hänga upp skylten. Instruktionerna och det lösta exemplet går fortfarande att läsa.
Spänning TTyngd WVajerns klassningVajrar
Krafter på ringenΣF = 0

Tid

0.00 s

t

Last på vajrarna

0 N

W = m·g

Spänning T₁

— N

T₁

Spänning T₂

— N

T₂

Resulterande kraft på ringen

0.00 N

ΣF = T₁ + T₂ + W

Förutsäg innan du hänger upp den

Skriv ditt svar för att ställa in vajrarna. Häng upp är avstängd tills det finns ett svar.

Förutsäg vajrarna innan du hänger upp skylten.

Uppdragspoäng—

Ett rätt svar ger 100 poäng: en vajer som håller med högst 2 % marginal, eller en vinkel som är högst 2 % brantare än gränsen. Rätt på första körningen ger 50 till. En körning räknas så snart den startar.

✓ Rätt svar① Första försöket

Så spelar du Den hängande skylten

  1. Välj en skylt och läs av dess massa och vajrarnas vinklar på kortet.
  2. Rita krafterna på ringen: tyngden nedåt och varje spänning längs sin vajer. Deras summa måste vara noll.
  3. Skriv spänningen eller vinkeln och tryck på Häng upp. Kranen lämnar över tyngden till vajrarna under 2 s.
  4. Följ krafttriangeln: den sluts när krafterna tar ut varandra. En vajer med för låg klassning går av.

När är en kropp i jämvikt?

En kropp förblir i vila när krafterna på den tar ut varandra: ΣF = 0. Dela upp varje kraft i en vågrät och en lodrät del; båda summorna måste vara noll. För en skylt som hänger i två vajrar i vinklarna θ₁ och θ₂ över horisontalen tar de vågräta delarna ut varandra, T₁·cos θ₁ = T₂·cos θ₂, och de lodräta delarna håller upp tyngden, T₁·sin θ₁ + T₂·sin θ₂ = W. Ritade spets mot fot bildar de tre krafterna en sluten triangel. Ju flackare en vajer är, desto mindre är dess lodräta del, så den måste dra mycket hårdare för att hjälpa till att hålla samma tyngd: därför spänns tvättlinor och kraftledningar aldrig helt raka.

En avgränsad inlärningsmodell

Vajrarna är lätta, raka och töjs inte, och de möts i en ring, så krafterna har en gemensam angreppspunkt. Kranen sänker skylten långsamt, så skylten är i jämvikt i varje ögonblick och spänningarna växer i takt med lasten. En vajer går av exakt när dess spänning når klassningen; en klassning inom 0,05 % från spänningen räknas som att den håller, så ett avrundat svar går inte av. Spelas i realtid.

Om du byter språk behålls skylten, svaret, antalet försök och körningen.