Páka a moment síly

Jak to funguje

Závaží působí na páku tíhovou silou F = m·g. Její otáčivý účinek vyjadřuje moment síly M = F·d, kde d je rameno síly, tedy vzdálenost od opěrného bodu. Páka je v rovnováze, když je součet momentů otáčejících doleva stejný jako součet momentů doprava. Proto 2 kg ve vzdálenosti 2 m vyváží 4 kg ve vzdálenosti 1 m: na obou stranách je moment 39,24 N·m.

M = m·g·drovnováha: ΣM vlevo = ΣM vpravo

Vyzkoušejte si

1. Ve výchozím pokusu je 2 kg ve vzdálenosti 2 m vlevo od opěrného bodu a 4 kg 1 m vpravo. Panel momentů ukazuje na obou stranách 39,24 N·m.
2. Změňte hmotnost těžšího závaží na 6 kg. Odhadněte předem, kam musíte posunout 2 kg: rovnováha nastane 3 m od opěrného bodu, tedy na značce 0 m.
3. Přidejte další závaží a použijte „Najít opěrný bod rovnováhy“. Aplikace najde polohu, kde se momenty vyruší.
4. Nastavte „Hmotnost tyče“ na 5 kg a posuňte opěrný bod mimo střed. Tyč přidá vlastní moment, protože její tíha působí uprostřed.
5. Přepněte gravitační zrychlení na Měsíc: momenty se zmenší, ale rovnováha zůstane. Na hodnotě g rovnováha nezávisí.

Co model zjednodušuje

Model počítá momenty vodorovné tuhé páky bez tření. Náklon jen naznačuje, na kterou stranu páka převažuje; nejde o simulaci skutečného otáčení.

Související experimenty

• Dvojité kyvadlo
• Šikmý vrh
• Gravitace a oběžné dráhy