Fizika (7-8.)
Forgatónyomaték - ajtónyitás
Információ ehhez a munkalaphoz
Szükséges előismeret
A forgatónyomaték fogalma.
Módszertani célkitűzés
Rögzített tengely körül forgó merev testre ható erők forgató hatása.
Módszertani megjegyzések
Először hagyjuk, hogy a tanulók ismerkedjenek a program lehetőségeivel.
Az alkalmazás nehézségi szintje, tanárként
Közepes.
Módszertani javaslat
Először hagyjuk, hogy a tanulók ismerkedjenek a program lehetőségeivel!
Feladatok
- FELADAT Indítsd el a kezdeti beállított értékekkel a szimulációt! Jelenítsd meg a vektorösszetevőket és a segédvonalakat! Figyeld meg, milyen feltételek esetén nyílik ki az ajtó!
- FELADAT
Először az ajtó lapjára merőleges hatásvonalú erőket válassz!
MEGJEGYZÉS:Ezekben az esetekben aés a
szögek nagysága 90o .
- 2.1. FELADAT
A forgástengelytől milyen távolságban legyen az erő támadáspontja, hogy a legkisebb erővel lehessen mozgatni?VÁLASZ:A lehető legnagyobb távolságban. - 2.2. FELADAT
Miért csak akkor indul el az ajtó forgása, ha az ajtóra kifejtett erő forgatónyomatékának nagysága elérte az 1,2 Nm?VÁLASZ:Akkor kezd forogni az ajtó, ha azerő forgatónyomatéka éppen nagyobb, mint a fékező forgatónyomaték és vele ellentétes irányú. A programban az ajtó tengelyére ható tapadási súrlódási erő fékező forgatónyomatékának maximuma éppen nem éri el az 1,2 Nm-t.
- 2.1. FELADAT
- FELADAT
Tovább forog-e az ajtó, ha közben a rá ható erő forgatónyomatéka kisebbé válik, mint ami az elindításához szükséges volt?VÁLASZ:Igen.
Az 1,2 Nm forgatónyomatéknál kisebb is elegendő a forgásban tartáshoz. A tengelyen ható tapadási súrlódási erőhöz képest a csúszási súrlódási erő kisebb, így a fékező forgatónyomatéka is kisebb. - FELADAT
Keresd meg azokat az erőirányokat melyek esetén biztosan 0 lesz az erő forgatónyomatéka!VÁLASZ:Ha azerő hatásvonala párhuzamos a forgástengellyel, vagy átmegy azon, akkor a forgatónyomatéka 0 lesz.
- FELADAT
Az ajtóra hatóerő milyen irányú összetevőjének van az ajtó forgását eredményező forgató hatása?
VÁLASZ:Azerő ajtó lapjára merőleges irányú összetevőjének a forgatónyomatéka mozdíthatja meg az ajtót. Az erő másik két merőleges összetevője közül az egyik hatásvonala átmegy a tengelyen, a másik összetevő forgatónyomatékával ellentétes irányú, azonos nagyságú forgatónyomatékot fejt ki az ajtó tengelye, így ezek nem forgathatják az ajtót.