균형 규모를 만드는 방법

콘텐츠

• 학교 프로젝트를위한 빔 밸런스 모델을 만드는 방법
• 빔 밸런스는 어떻게 작동합니까?
• DIY 스케일 또는 저울로 돌아 가기

저울은 이름에서 제안하는 것과 정확히 일치합니다. 두 항목의 균형을 맞 춥니 다. 하나를 사용하여 물체의 질량을 결정할 수 있습니다.

DIY (Dy-it-Youself) 스케일 또는 균형을 만드는 방법을 살펴보고 그 뒤에 물리 원리가 어떻게 작동하는지 살펴 보겠습니다.

학교 프로젝트를위한 빔 밸런스 모델을 만드는 방법

수제 매스 밸런스 스케일을 만들려면 다음이 필요합니다.

알려진 무게의 작은 물체의 목적을 이해하려면 균형 또는 스케일의 작동 방식을 알아야합니다.

빔 밸런스는 어떻게 작동합니까?

빔 밸런스의 물리적 원리는 토크입니다. 받침점 (레버 암이라고 함)에서 일정 거리 또는 빔이 균형을 이루는 지점에서 보에 가해지는 힘이 토크를 생성합니다. 토크가 불균형하면 토크가 회전 운동을 일으 킵니다.

빔 밸런스는이 원리를 사용하여 질량 또는 중량을 측정합니다.

토크 공식 τ는 τ = F × r, 어디 에프 물체가 가하는 힘입니다. 아르 자형 레버 암입니다. 이 연산은 곱셈이 아니라 벡터 연산 인 교차 곱입니다. 힘의 일부 구성 요소가 레버 암에 수직 인 경우 교차 곱은 0이 아닙니다.

빔 밸런스의 경우, 레버 암은 받침점에서 시작하여 빔의 끝을 가리키는 벡터로 표현 될 수 있습니다. 힘 벡터는 질량이있는 지점에서 시작하며 무게 방향과 평행합니다.

이 방정식이 의미가 있는지 확인하려면 문을 열어보십시오. 문을 열려면 문을 수직으로 당겨야합니다. 문 가장자리를 향하고 밀거나 당기면 문이 열리지 않습니다. 토크 방정식은 물리적 현상을 정확하게 설명합니다.

2 차원 문제의 경우 공식은 τ = F r sin (*θ*)이 경우, 크로스 곱이 수행되고 힘의 방향과 레버 암 사이의 각도의 사인은 θ이다. 힘과 레버 암 사이의 각도가 0에 가까워지면 토크도 0이됩니다.

DIY 스케일 또는 저울로 돌아 가기

저울을 사용하여 물체의 질량을 결정하려면, 알 수없는 질량의 물체를 저울의 한쪽 끝에 배치해야합니다. 이것은 토크를 유도하고 저울은 받침점을 중심으로 회전하고 토크가 균형을 잡을 때까지지면에 놓입니다. 그렇다면 어떻게 토크의 균형을 잡을 수 있습니까?

알려진 질량의 물체가 필요한 곳입니다.

알려진 질량의 물체를 반대쪽 끝에 천천히 추가하고 적절한 힘을 결정하기 시작할 수 있습니다. 빔이 균형을 이루고 양쪽 끝이지면에서 동일한 높이에있을 때 빔 양쪽 끝의 힘이 균형을 이룹니다.

이 경우 빔의 균형을 잡는 데 필요한 총 질량을 합산하여 알 수없는 물체의 질량을 결정할 수 있습니다.

빔의 양쪽에있는 레버 암은 정확히 같아야합니다. 그렇지 않으면 토크 균형을 맞추는 데 필요한 힘이 정확히 같지 않으며 알 수없는 질량을 결정하는 데 추가 계산이 필요합니다.