Fizika (7-8.)
Forgatónyomaték - ajtónyitás
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!
Ezekben az esetekben a és a szögek nagysága 90o .- 2.1. FELADAT
A forgástengelytől milyen távolságban legyen az erő támadáspontja, hogy a legkisebb erővel lehessen mozgatni?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?Akkor kezd forogni az ajtó, ha az erő 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?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!Ha az erő hatásvonala párhuzamos a forgástengellyel, vagy átmegy azon, akkor a forgatónyomatéka 0 lesz. - FELADAT
Az ajtóra ható erő milyen irányú összetevőjének van az ajtó forgását eredményező forgató hatása?Az erő 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.