Poluge — kako polugom podigneš ogroman kamen?
Vrste ravnoteže (stabilna, labilna, indiferentna), poluge i njihove vrste i uslov ravnoteže poluge Q·d₁ = F·d₂ sa dobitkom u sili.
Video
Pojmovi
- Vrste ravnoteže
- Prema stabilnosti, ravnoteža tela može biti stabilna, labilna i indiferentna.
- Stabilna ravnoteža
- Telo izvedeno iz ravnotežnog položaja samo se vraća u njega. To je slučaj kada je težište ispod ose. Primer: kuglica u udubljenju (činiji).
- Labilna ravnoteža
- Telo malo izvedeno iz ravnoteže još se više udaljava i ne vraća samo. To je kada je težište iznad ose. Primer: kuglica na vrhu lopte.
- Indiferentna ravnoteža
- Telo pomereno iz položaja ostaje u novom ravnotežnom položaju. To je kada je težište na samoj osi. Primer: kuglica na ravnom stolu.
- Poluga
- Poluga je kruto telo (šipka, štap) koje može da rotira oko ose — oslonca. Na nju deluju aktivna sila ($F$) kojom čovek deluje i težina tereta ($Q$) koji podižemo.
- Vrste poluga
- Kod poluge prve vrste oslonac je između tereta i sile (dvokraka, kao klackalica). Kod druge vrste teret je između oslonca i sile, a kod treće sila je između tereta i oslonca (obe jednokrake).
- Uslov ravnoteže poluge
- Poluga je u ravnoteži kada su momenti tereta i aktivne sile jednaki: $Q \cdot d_1 = F \cdot d_2$, gde su $d_1$ i $d_2$ njihovi kraci.
- Dobitak u sili
- Iz $Q \cdot d_1 = F \cdot d_2$ sledi $F = Q \cdot \dfrac{d_1}{d_2}$. Potrebna sila je onoliko puta manja od težine tereta koliko je njen krak veći od kraka tereta — zato dugom polugom podigneš težak kamen.
Formule
| Oznaka | Šta znači | Jedinica |
|---|---|---|
| $Q$ | težina tereta | N |
| $d_1$ | krak tereta | m |
| $F$ | aktivna sila | N |
| $d_2$ | krak aktivne sile | m |
Momenti tereta i aktivne sile su jednaki.
| Oznaka | Šta znači | Jedinica |
|---|---|---|
| $F$ | aktivna sila | N |
| $Q$ | težina tereta | N |
| $d_1$ | krak tereta | m |
| $d_2$ | krak sile | m |
Veći krak sile ($d_2$) → manja potrebna sila.
Pitanja
Pitanje 1 od 10
1. Koje su tri vrste ravnoteže?
2. Šta je stabilna ravnoteža?
3. Kuglica na vrhu velike lopte je u kakvoj ravnoteži?
4. Kuglica na ravnom stolu je u kakvoj ravnoteži?
5. Kada je ravnoteža stabilna?
6. Šta je poluga?
7. Poluga prve vrste (klackalica) ima oslonac:
8. Uslov ravnoteže poluge je:
9. Kako polugom podigneš težak teret malom silom?
10. Ako je krak sile 3 puta veći od kraka tereta, potrebna sila je:
Rešeni zadaci
Teret težine 600 N visi na kraku 1 m od oslonca. Na kolikom kraku treba delovati silom 200 N da poluga bude u ravnoteži?
-
$Q \cdot d_1 = F \cdot d_2$Uslov ravnoteže poluge.
-
$d_2 = \dfrac{Q \cdot d_1}{F} = \dfrac{600\ \mathrm{N} \cdot 1\ \mathrm{m}}{200\ \mathrm{N}} = 3\ \mathrm{m}$Izrazimo krak sile.
Teret težine 500 N je na kraku 0,4 m. Aktivna sila deluje na kraku 2 m. Kolika sila drži polugu u ravnoteži?
-
$F = Q \cdot \dfrac{d_1}{d_2} = 500\ \mathrm{N} \cdot \dfrac{0{,}4\ \mathrm{m}}{2\ \mathrm{m}} = 100\ \mathrm{N}$Veći krak sile → manja sila.
Kuglicu stavimo u udubljenje činije. U kakvoj je ravnoteži i zašto?
-
Težište kuglice je ispod ose (ivica činije).Pomerena kuglica se sila teže vraća nadole.
-
Telo se samo vraća u početni položaj.To je stabilna ravnoteža.
Test
Kod računskih zadataka reši u svesci i upiši rezultat (decimalni broj sa zarezom, npr. 2,5), a kod ostalih izaberi tačan odgovor.
Teret težine 1400 N je na kraku 1 m. Aktivna sila deluje na kraku 4 m. Kolika sila drži polugu u ravnoteži?
Na polugu deluje aktivna sila 190 N na kraku 4 m. Koliki teret (težinu) drži u ravnoteži na kraku 1 m?
Teret 540 N je na kraku 2 m od oslonca. Na kom kraku sila 180 N drži polugu u ravnoteži?
Kuglica miruje na vrhu velike lopte. U kakvoj je ravnoteži?
Zašto dugačkom polugom podigneš težak kamen malom silom?
Bravo, čas je završen!
Želiš sertifikat? Napravi besplatan nalog, pa uradi test još jednom (treba bar 3 od 5 tačno). Rezultati se tada čuvaju, a sertifikat možeš da odštampaš ili podeliš.
Napravi besplatan nalogPohvali se i pozovi drugara:
Sledeći čas: 19. Sila potiska — zašto si u vodi lakši?