Den fastrostade bulten: vrid nyckeln

Ett pedagogiskt simuleringsspel. Förutsäg hur hårt, hur långt ut eller i vilken vinkel du ska trycka på en skiftnyckel så att en rostig bult lossnar, och tryck sedan och se vridmomentet växa.

VridmomentHävarm

ARBETSBÄNK

Tryck vinkelrätt

Redo
Aktivera JavaScript för att vrida nyckeln. Instruktionerna och det lösta exemplet går fortfarande att läsa.
Tryck FHävarm dVridmoment τVridmoment som behövs
Vridmoment på bultenτ = F·r·sin φ

Tid

0.00 s

t

Tryck

— N

F

Hävarm

— m

d = r·sin φ

Vridmoment

— N·m

τ = F·d

Vriden

0.0 °

θ

Förutsäg innan du trycker

Skriv ditt svar för att ställa in nyckeln. Tryck är avstängd tills det finns ett svar.

Förutsäg trycket innan du trycker.

Uppdragspoäng—

Ett rätt svar får bulten att lossna och är högst 2 % mer än det minsta som räcker, för 100 poäng. Rätt på första körningen ger 50 till. En körning räknas så snart den startar.

✓ Rätt svar① Första försöket

Så spelar du Den fastrostade bulten

  1. Välj en bult och läs av vridmomentet den behöver, greppavståndet r, trycket F och vinkeln φ på kortet.
  2. Räkna ut hävarmen, d = r·sin φ: det vinkelräta avståndet från bulten till tryckets verkningslinje.
  3. Skriv den kraft, det avstånd eller den vinkel som ger precis tillräckligt vridmoment, τ = F·d, och tryck på Tryck.
  4. Följ mätaren: bulten lossnar i samma ögonblick som vridmomentet når linjen. Om stapeln stannar före sitter den kvar.

Vad får en nyckel att vrida en bult?

En kraft vrider en kropp kring en axel med en vridande verkan som kallas vridmoment, eller moment. Den beror på hur hårt du trycker, hur långt från axeln och åt vilket håll. Bara den del av trycket som är vinkelrät mot skaftet vrider det, så τ = F·r·sin φ. Samma vridmoment är kraften gånger hävarmen, τ = F·d, där d = r·sin φ är det vinkelräta avståndet från axeln till tryckets verkningslinje. Ett tryck rakt längs skaftet har d = 0 och vrider ingenting. Därför trycker du på en nyckel längst ut och vinkelrätt mot den, därför lossar ett längre skaft en fastrostad bult, och därför delar två händer på en korsnyckel på arbetet.

En avgränsad inlärningsmodell

Nyckeln är stel och varje tryck är en enda kraft vid handen. Bulten behöver ett fast vridmoment för att lossna. Trycket växer jämnt från noll under 2 s, och bulten lossnar exakt när vridmomentet når det behovet, vilket räknas fram exakt; ett vridmoment inom 0,05 % från det räknas. En lös bult vrids sedan ett kvarts varv på 1 s medan trycket hålls; en fastsittande bult observeras i 1 s till. Vridmoment moturs är positiva, sett ovanifrån. Spelas i realtid.

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