خيارات الخصوصية

يستخدم KiwiBee ملفات تعريف ارتباط اختيارية من Google Analytics وGoogle Ads وMeta Pixel لفهم الزوار البالغين، وقياس عمليات التسجيل المكتملة، وتحسين الحملات. تبقى ملفات تعريف الارتباط الأساسية مفعّلة دائمًا. يقيس بكسل إعلانات ChatGPT من OpenAI أيضًا مشاهدات الصفحات والاستفسارات المرسلة بعد الموافقة على الإعلانات، وقد يستخدم بيانات اتصال مجزأة للمطابقة. سياسة الخصوصية

تجاوز إلى المحتوى الرئيسي

عزم الدوران & Wrench Lab

عن هذه المحاكاة

عزم الدوران & Wrench Lab is an interactive 3D rotational-mechanics simulation that visualizes both the scalar magnitude tau = r F sin theta and the 3D right-hand-rule vector cross product tau = r x F. A steel wrench grips a hexagonal bolt on a workbench while students drag the force grip along the shaft (r from 0.15 m to 0.65 m) and vary the pull angle theta (15 to 165 degrees). Color-coded 3D arrows show the lever arm vector r along the wrench, the applied force vector F, the yellow perpendicular moment arm r_perp = r sin theta, and the vertical green torque vector rising along the bolt axis. Once tau exceeds the breakaway friction threshold, the bolt breaks free and rotates.

ما الذي يمكن للطلاب استكشافه

  • Drag the orange grip handle outward from r = 0.20 m to r = 0.60 m and watch the vertical green عزم الدوران arrow tau = r x F grow until the stuck bolt breaks free and turns.
  • محاكاة: Vary Pull angle theta from 30 degrees to 90 degrees and then to 150 degrees, observing how the yellow moment arm r sin theta reaches its maximum when you pull perpendicular to the wrench.
  • محاكاة: Click the Snap theta = 90 degrees button or click the hex bolt to align the force perpendicular to the lever arm and compare the torque against an oblique pull.
  • محاكاة: Switch to the Top plane (r x F) camera view to inspect the geometric right triangle formed by lever arm r, line of action of F, and perpendicular moment arm r sin theta.
  • محاكاة: Increase Bolt breakaway friction to 85 N·m and find the minimum combination of lever arm r and force F needed to loosen the bolt.

أهداف التعلّم

  1. 1محاكاة: Calculate torque magnitude using tau = r F sin theta and identify the perpendicular moment arm r_perp = r sin theta.
  2. 2محاكاة: Use the 3D right-hand rule to determine the axial direction of the torque vector tau = r x F.
  3. 3محاكاة: Explain why pulling at 90 degrees to a wrench handle produces maximum torque while pulling along the handle (0 or 180 degrees) produces zero torque.
  4. 4محاكاة: Predict whether an applied torque will overcome a static friction threshold and produce angular acceleration.

أسئلة يطرحها المعلمون

محاكاة: Why is it much easier to loosen a tight lug nut with a longer wrench?

عزم الدوران equals lever arm times perpendicular force (tau = r F sin theta). Doubling the distance r from the bolt to your hand doubles the turning torque produced by the exact same pull force F.

محاكاة: Why does pulling at an angle other than 90 degrees reduce torque?

محاكاة: Only the force component perpendicular to the wrench handle (F sin theta) contributes to turning the bolt; the parallel component (F cos theta) merely pulls or pushes radially against the bolt shaft without creating any turning moment.

محاكاة: Why does the green torque vector arrow point straight up out of the bolt instead of in a circle?

محاكاة: In 3D physics, torque is defined as the vector cross product tau = r x F, which points along the axis of rotation according to the right-hand rule: curl the fingers of your right hand from r toward F (counterclockwise) and your thumb points straight up (+Y).

محاكاة: What is the perpendicular moment arm r_perp?

محاكاة: The moment arm r_perp = r sin theta is the shortest perpendicular distance from the pivot axis (the bolt center) to the extended line of action of the force F.

أدرِج هذه المحاكاة في موقعك

ضعها في منصتك التعليمية أو مدونتك أو موقع صفك — مجانًا.

<iframe src="https://kiwibee.io/ar/simulations/torque-lug-wrench-equilibrium-3d-simulation/embed" title="عزم الدوران &amp; Wrench Lab | KiwiBee" loading="lazy" allowfullscreen style="width:100%;height:min(70vh,620px);min-height:420px;border:0;border-radius:16px"></iframe>

واصل الاستكشاف

أدخل العلوم التفاعلية إلى صفك

مساحة المعلم المجانية في KiwiBee تجمع تخطيط الدروس وأوراق العمل وأدوات الصف وسجل الدرجات في مكان واحد.

ابدأ مجانًا وأنشئ صفك الأول

أو استكشف مساحة المعلم ←