Όταν ένα τραπέζι που έχει μήκος 6m ισορροπήσει ποια είναι η ανοδική δύναμη που παρέχεται από το έδαφος στο Fulcrum;
Κατανόηση των εννοιών
* Ισορροπία: Όταν ένα τραπέζι είναι ισορροπημένο, είναι σε κατάσταση ισορροπίας. Αυτό σημαίνει ότι οι δυνάμεις που δρουν σε αυτό είναι ισορροπημένες και δεν υπάρχει καμία καθαρή δύναμη που να την περιστρέφεται.
* ροπή: Η ροπή είναι μια δύναμη στρίψιμο που προκαλεί περιστροφή. Εξαρτάται από την εφαρμοζόμενη δύναμη και την απόσταση από το σημείο περιστροφής (Fulcrum).
* Εξισορρόπηση ροπών: Για να είναι ισορροπημένη ένα τραπέζι, η ροπή δεξιόστροφα πρέπει να ισούται με τη ροπή αριστερόστροφα.
Υπολογισμοί
1. Υποθέστε ίσα βάρη: Ας υποθέσουμε ότι το τραπέζι έχει ίσα βάρη και στις δύο πλευρές (για απλότητα). Αυτό σημαίνει ότι το βάρος σε κάθε πλευρά ασκεί ίση δύναμη προς τα κάτω.
2. Κέντρο βάρους: Το κέντρο βαρύτητας ενός συμμετρικού τραβέα είναι στο μέσο του σημείου (3 μέτρα από κάθε άκρο).
3. Υπολογισμός ροπής:
* ροπή δεξιόστροφα: Το βάρος στη μία πλευρά του τραπεζιού δημιουργεί ροπή δεξιόστροφα. Ας πούμε ότι το βάρος είναι «W» και η απόσταση από το Fulcrum είναι 3 μέτρα. Η ροπή δεξιόστροφα είναι W * 3.
* ροπή αριστερόστροφα: Το βάρος από την άλλη πλευρά δημιουργεί ροπή αριστερόστροφα, η οποία είναι επίσης W * 3.
4. Ισορροπημένες ροπές: Για να είναι ισορροπημένο το τραπέζι, αυτές οι ροπές πρέπει να είναι ίσες:
* W * 3 =W * 3
5. Δύναμη από το Fulcrum: Το Fulcrum παρέχει μια ανοδική δύναμη για να εξουδετερώσει τις συνδυασμένες δυνάμεις προς τα κάτω των βαρών. Δεδομένου ότι το τραπέζι είναι ισορροπημένο, η ανοδική δύναμη από το Fulcrum πρέπει να ισούται με το άθροισμα των δυνάμεων προς τα κάτω:
* Ανοδική δύναμη =W + W =2W
Συμπέρασμα
Η ανοδική δύναμη που παρέχεται από το έδαφος στο πλήθος ενός ισορροπημένου τραπεζιού είναι ίση με το διπλάσιο του βάρους σε κάθε πλευρά του τραβέα.
Σημαντική σημείωση: Αυτό προϋποθέτει ότι το ίδιο το τραπέζι έχει αμελητέο βάρος. Εάν το τραπέζι έχει σημαντικό βάρος, ο υπολογισμός γίνεται πιο περίπλοκος.
