Sisu
- Kuidas luua kooliprojektide jaoks tala tasakaalumudel
- Kuidas töötab tala tasakaal?
- Tagasi DIY skaala või tasakaalu juurde
Tasakaal täidab täpselt seda, mida nimigi viitab: see tasakaalustab kahte eset. Selle abil saate määrata objekti massi.
Võimaldab käia läbi, kuidas teha isetegemise skaalat või tasakaalu ning vaadata, kuidas selle taga olev füüsikapõhimõte töötab.
Kuidas luua kooliprojektide jaoks tala tasakaalumudel
Omatehtud massibilansi skaala koostamiseks on vaja järgmist:
Teadaolevate raskustega väikeste objektide eesmärgi mõistmiseks peame teadma, kuidas tasakaal või skaala töötab.
Kuidas töötab tala tasakaal?
Kiire tasakaalu taga olev füüsiline põhimõte on pöördemoment. Jõud, mis rakendatakse talale tugipunktist mingil kaugusel (mida nimetatakse kangivarsiks) või kohas, kus see on tasakaalus, tekitab pöördemomendi. Kui pöördemomendid pole tasakaalus, põhjustab pöördemoment pöörlemist.
Kiire tasakaalus kasutatakse seda põhimõtet massi või kaalu mõõtmiseks.
Pöördemomendi valem τ on τ = F × r, kus F on objekti rakendatav jõud ja r on kangivars. Pange tähele, et toiming on ristkorrutis, mis on vektoroperatsioon, mitte korrutamine. Ristprodukt on nullist erinev ainult siis, kui mõni jõu komponent on kangivarsiga risti.
On selge, et tala tasakaalustamiseks võib kangiharu kujutada vektorina, mis algab toetuspunktist ja on suunatud tala otsa poole. Jõuvektor algab massi paiknemise kohast ja on paralleelne gravitatsiooni suunaga.
Mõelge ukse avamisele, et kontrollida, kas see võrrand on mõttekas. Ukse avamiseks peate tõmbama uksega risti. Kui astuksite ukse serva poole ja lükaksite või tõmbaksite, ei avaneks te seda ust. Pöördemomendi võrrand kirjeldab täpselt neid füüsikalisi nähtusi.
Kahemõõtmeliste probleemide korral saab valem τ = F r sin (*θ*), sel juhul on teostatud ristkorrektuur ning jõu ja kangi suuna vahelise nurga siinus on θ. Kui jõu ja kangivarre vaheline nurk läheneb 0-le, läheb pöördemoment ka 0-le, mis on mõistlik.
Tagasi DIY skaala või tasakaalu juurde
Objekti massi määramiseks kaalu abil tuleks tundmatu massiga ese paigutada kaalu ühte otsa. See kutsub esile pöördemomendi ja kaal pöörleb tugipunkti ümber ja toetub maapinnale, kuni pöördemoment on tasakaalus. Kuidas saaksime pöördemomenti tasakaalustada?
Siin on vaja teadaoleva massiga objekte.
Saame aeglaselt lisada teada oleva massi objektid vastasküljele ja hakata määrama sobivat jõudu. Kui tala on tasakaalus ja mõlemad otsad asuvad maapinnast võrdse kõrgusega, on tala mõlemas otsas olevad jõud tasakaalus.
Kui see juhtub, saate liita kogumassi, mida oli vaja tala tasakaalustamiseks, mis määrab tundmatu objekti massi.
Pidage meeles, et tala mõlemal küljel olevad hoovavarred peaksid olema täpselt võrdsed. Kui ei, siis pole pöördemomendi tasakaalustamiseks vajalikud jõud täpselt võrdsed ja tundmatu massi määramiseks on vaja täiendavaid arvutusi.