Sprawdź się
Taczki pozwalają unieść i przewieźć niewielkim wysiłkiem znaczny ciężar.
W klasie przeprowadzono następujący eksperyment. Obciążnik o nieznanej masie m położono na ramieniu dźwigni jednostronnej, w odległości RIndeks dolny 11=10 cm od punktu podparcia dźwigni. Całkowita długość ramienia dźwigni wynosi RIndeks dolny 22=2,0 m. Na końcu ramienia znajdował się siłomierz, zamocowany na linie do uchwytu. Kierunek zamocowania siłomierza był taki, że tworzył kąt prosty z ramieniem dźwigni. W efekcie dźwignia była w równowadze. W tym momencie zapisano odległość RIndeks dolny 11 i odpowiadającą jej wartość siły FIndeks dolny 22 przyłożonej do końca ramienia dźwigni. Procedurę powtórzono, przesuwając ciężar co 20 cm, aż do końca ramienia, a wyniki zaprezentowano na wykresie poniżej. Do wyników dopasowano prostą, której równanie pokazane jest na wykresie.
W rozważanych w treści materiału przykładach zakładaliśmy, że zarówno siła ciężkości, jak i siła przyłożona na końcu ramienia dźwigni, są skierowane prostopadle do ramienia dźwigni. Jest to słuszne założenie dla małych kątów obrotu dźwigni względem pozycji poziomej. Przy większych kątach ewidentnie widać, że siła grawitacji, która skierowana jest pionowo w dół, nie jest prostopadła do ramienia dźwigni, jak na rysunku poniżej (siła ).
Wyprowadź zależność, która będzie opisywała warunek równowagi na dźwigni z uwzględnieniem faktu, że wektor tworzy z siłą kąt , który może być różny od 90°.
Czy łom jest dźwignią jednostronną?
Przyjrzyj się odpowiedzi do ćwiczenia 5.
Jeśli ramię dźwigni tworzy duży kąt z podłożem, trzeba uwzględnić fakt, że siła grawitacji nie jest prostopadła do ramienia dźwigni. Oznaczając wielkości jak na rysunku poniżej, wzór na równowagę tej dźwigni przyjmuje postać: