Terus ke kandungan
IGCSE·Tuition
Fizik · Pelajaran

Keseimbangan ikut arah jam dan lawan arah jam

Alang dengan beberapa berat nampak sesak, dan sukar untuk tahu nombor mana perlu diletakkan di sebelah mana.

Dalam halaman ini
  1. Bagaimana memutuskan sebelah mana ikut arah jam?
  2. Bagaimana menyusun masalah keseimbangan?
  3. Contoh berlangkah
  4. Kesilapan yang perlu diawasi
  5. Semak sendiri
  6. Ke mana selepas ini

Prinsip momen menyatakan: bagi objek yang seimbang, jumlah momen ikut arah jam sama dengan jumlah momen lawan arah jam pada pangsi yang sama. Ia membolehkan anda mencari daya atau jarak yang tidak diketahui pada alang, jongkang-jongket atau tuil.

Pelajaran ini dibina terus atas pengiraan satu momen dan merupakan sebahagian daripada momen dan kestabilan.

Bagaimana memutuskan sebelah mana ikut arah jam?

Bayangkan pangsi sebagai titik tetap dan tanya ke arah mana setiap daya cuba memusingkan objek. Berat di sebelah kanan pangsi yang menarik ke bawah memutar objek ikut arah jam. Berat di sebelah kiri yang menarik ke bawah memutarnya lawan arah jam.

Daya ke atas di sebelah kanan akan memutar objek ke arah sebaliknya. Jadi sebelah mana daya berada sahaja tidak mencukupi. Fikirkan arah putaran.

Bagaimana menyusun masalah keseimbangan?

  1. Tandakan pangsi dan lukis setiap daya yang bertindak pada objek.
  2. Asingkan daya kepada ikut arah jam dan lawan arah jam pada pangsi itu.
  3. Kira setiap momen, dengan daya × jarak serenjang dari pangsi.
  4. Jumlahkan setiap belah untuk mendapat jumlah momen ikut arah jam dan lawan arah jam.
  5. Samakan kedua-duanya dan selesaikan untuk nilai yang tidak diketahui.

Daya yang bertindak melalui pangsi mempunyai jarak sifar, jadi momennya sifar dan tidak menjejaskan jumlah.

Contoh berlangkah

Sebatang alang ringan (beratnya boleh diabaikan) terletak pada sebuah pangsi.

Di sebelah kiri, berat 20 N tergantung 0.50 m dari pangsi dan berat 10 N tergantung 1.2 m dari pangsi. Di sebelah kanan, berat 55 N tergantung pada jarak d dari pangsi.

Alang itu seimbang. Cari d.

Langkah 1, asingkan: dua berat di kiri memberi momen lawan arah jam. Berat di kanan memberi momen ikut arah jam.

Langkah 2, jumlah lawan arah jam: 20 × 0.50 = 10 N m, dan 10 × 1.2 = 12 N m. Jumlahnya 10 + 12 = 22 N m.

Langkah 3, samakan: momen ikut arah jam = 55 × d = 22.

Langkah 4, selesaikan: d = 22 ÷ 55 = 0.40 m.

Jawapan: 0.40 m. Semakan: 55 × 0.40 = 22 N m, sepadan dengan jumlah lawan arah jam.

Daya pada pangsi ialah daya sokongan ke atas. Ia mengimbangi daya ke bawah, jadi nilainya 20 + 10 + 55 = 85 N. Ia tidak mempunyai momen pada pangsi.

Kesilapan yang perlu diawasi

Kesilapan lazim ialah mengimbangkan daya, bukan momen, atau terlupa salah satu berat.

Pengiraan yang salah: 20 + 10 = 30 N di kiri, jadi berat di kanan ialah 30 N.

Ini mengabaikan jarak. Jumlah 30 N tidak memberitahu apa-apa tentang kesan pemutaran.

Pembetulannya ialah mengira momen bagi setiap daya dahulu. Kemudian bandingkan jumlah. Tabiat kedua yang berguna ialah menulis setiap daya pada satu baris, dengan jarak dan arahnya, supaya tiada yang tertinggal.

Semak sendiri

1. Seorang kanak-kanak seberat 300 N duduk 2.0 m dari pangsi jongkang-jongket ringan. Seorang lagi mengimbangkannya pada jarak 1.5 m dari pangsi di sebelah yang lain. Berapakah beratnya?

Lihat jawapan

Momen kanak-kanak = 300 × 2.0 = 600 N m. Orang kedua: W × 1.5 = 600, jadi W = 600 ÷ 1.5 = 400 N.

2. Alang ringan mempunyai 6.0 N tergantung 0.20 m di kiri pangsi dan 4.0 N tergantung 0.35 m di kanan. Adakah ia seimbang? Jika tidak, ke arah mana ia berputar?

Lihat jawapan

Lawan arah jam: 6.0 × 0.20 = 1.2 N m. Ikut arah jam: 4.0 × 0.35 = 1.4 N m. Momen tidak sama, jadi ia tidak seimbang. Ia berputar ikut arah jam, kerana momen itu lebih besar sebanyak 0.2 N m.

3. Pembaris meter seragam berpangsi pada tanda 50 cm. Berat 2.0 N tergantung pada tanda 20 cm. Di mana berat 1.5 N perlu digantung untuk mengimbangkan pembaris?

Lihat jawapan

Jarak berat 2.0 N dari pangsi = 50 − 20 = 30 cm = 0.30 m. Momen = 2.0 × 0.30 = 0.60 N m. Untuk 1.5 N: d = 0.60 ÷ 1.5 = 0.40 m = 40 cm, di sebelah kanan, iaitu pada tanda 90 cm. Berat pembaris sendiri bertindak di pangsi dan tiada momen.

Ke mana selepas ini

Seterusnya ialah mencari pusat jisim secara konsep, yang menerangkan mengapa berat sesuatu objek boleh dianggap satu daya pada satu titik. Kemudian anda boleh menggunakan semuanya dalam set latihan momen dan kestabilan.

Jika anda boleh menyelesaikan soalan keseimbangan apabila susunannya biasa tetapi teragak-agak pada yang baharu, guru dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu boleh membinanya bersama anda melalui contoh baharu.

Soalan lazim

Apakah prinsip momen?

Apabila objek berada dalam keseimbangan, hasil tambah momen ikut arah jam pada mana-mana pangsi sama dengan hasil tambah momen lawan arah jam pada pangsi yang sama. Anda mengira setiap momen sebagai daya × jarak serenjang, kemudian membandingkan dua jumlah itu.

Perlukah saya memasukkan berat alang?

Ya, melainkan soalan menyatakan alang itu ringan atau beratnya boleh diabaikan. Alang seragam mempunyai beratnya bertindak di pusat, jadi masukkan satu daya sama dengan beratnya di titik tengah, pada jarak yang betul dari pangsi.

Bolehkah saya memilih mana-mana titik sebagai pangsi?

Untuk objek yang seimbang, momen seimbang pada mana-mana titik pilihan anda. Biasanya paling mudah memilih penyokong sebenar, kerana daya sokongan yang tidak diketahui mempunyai jarak sifar lalu hilang daripada persamaan. Apa pun titiknya, gunakan titik yang sama untuk semua daya.

Dikemas kini:

Langkah seterusnya

Jika soalan keseimbangan berantakan apabila ada tiga daya atau lebih, guru satu dengan satu boleh membina semula kaedah anda pada rajah baharu sehingga kedua-dua belah terasa teratur.

Kelas percubaan berbayar satu jam pada kadar guru yang disahkan, bermula RM80. Yuran lain, jadual dan susunan seterusnya disahkan terus bersama guru selepas kelas percubaan.

Tuisyen diatur bersama ibu bapa atau penjaga. Hantar halaman ini kepada mereka melalui WhatsApp supaya mereka boleh bertanya bagi pihak anda.

Ibu bapa atau penjaga? Tanya di sini

9,000+ pelajar telah dibantu melalui perkhidmatan kami