עֲנָק, או מומנט של כוח, היא הנטייה שא כוח הוא צריך לסובב גוף עליו הוא מוחל. המומנט הוא א וֶקטוֹראֲנָכִי למישור שנוצר על ידי הוקטורים כוח ו קֶרֶןברוֹטַציָה. ניתן לחשב את וקטור המומנט באמצעות המכפלה הצולבת של כוח ומרחק.
בכל פעם שכוח מופעל במרחק מה מציר הסיבוב של גוף, הגוף הזה נתון לסיבוב. אם הגוף הזה לא מסתובב או מסתובב עם מהירות זוויתית קבועה, אנחנו אומרים שהוא בפנים איזוןסיבובית. המאזן הסיבובי מצביע על כך שה כתוצאה מכךממומנטים שפעולה על גוף היא ריק ולכן, גוף זה מסתובב במהירות קבועה או אפסית. במילים אחרות, כאשר ה עֲנָקכתוצאה מכך על גוף הוא ריק, הגוף הזה לֹאזה מציגתְאוּצָהזוויתי.
O עֲנָק ניתן להבין כ- סוֹכֵןדִינָמִי של סיבובים. בדרך זו, זה לתנועות סיבוביות, כפי שכוח הוא לתנועות תרגום. אם אנחנו רוצים לגרום לגוף להסתובב סביב נקודה כלשהי, אנחנו חייבים להפעיל אותו.
יחידת מומנט
יחידת המומנט, על פי מערכת בינלאומית, וה ניוטוןפִּירכבת תחתית (נ.מ). בהגדרה, כאשר גוף מסובב ב- לָחוּשׁלוח זמנים, המומנט שלך הוא שלילי; אחרת, יש למומנט המופעל עליו מודולחִיוּבִי. בנוסף, ניתן לקבוע בקלות את הכיוון והכיוון של וקטור המומנט באמצעות שלטון יד ימין. בדוק את התרשים הבא:
ניתן לקבוע מומנט על ידי סגירת היד לכיוון הכוח (F). זה נקבע לפי כיוון האגודל.
נוּסחָה
ניתן לחשב את מודול המומנט לפי מכפלת הכוח, המרחק והסינוס של הזווית שנוצרת בין שני הגדלים הללו:
τ - מומנט
ר - ריי
ו - כוח
θ - זווית בין r ל-F
בנוסחה למעלה, θ היא הזווית הנוצרת בין רדיוס הסיבוב (r) לכוח (F). במקרה שבו הכוח מופעל בזווית של 90° לרדיוס (r), הסינוס של הזווית שווה ל-1. הרדיוס (r) נקבע על פי המרחק מנקודת היישום לציר הסיבוב של הגוף ומכונה גם זרוע המנוף. ככל שזרוע המנוף על הגוף ארוכה יותר, כך קל יותר לסובב אותו.
מומנט ומומנט זוויתי
המומנט הוא ה סוֹכֵןדִינָמִי של סיבוב. כאשר אנו מפעילים מומנט על גוף כלשהו, הגוף הזה יכול להרוויח מְהִירוּתזוויתי, ממשיך לתאר תנועה סיבובית. אנו אומרים שכאשר גוף נמצא בסיבוב, יש לו זְמַןזוויתי. המומנטום הזוויתי הוא אנלוגי סיבוב של זְמַןליניארי, ידוע גם כ הכמותבתְנוּעָה, לכן, אנו יכולים להבין שתנע זוויתי הוא כמות התנועה הסיבובית של גוף או מערכת.
כאשר המומנט המתקבל על גוף הוא ריק, שלך זְמַןזוויתי שְׂרִידִים קָבוּעַ, אחרת התנע הזוויתי ישתנה.
בדומה לכוח, שניתן לכתוב כשינוי הזמני של התנע, ניתן להבין את המומנט כשינוי במומנטום הזוויתי ביחס לזמן.
תנע זוויתי, בתורו, יכול להיות מחושב לפי מכפלת הצלב של מיקום הגוף והתנע שלו. מודול התנע הזוויתי של גוף מסתובב נקבע על ידי:
ל - תנע זוויתי (ק"ג.מ"ר לשנייה)
ר - רדיוס נתיב (מ')
ש - כמות התנועה (ק"ג.מ/שנייה)
θ - זווית בין r ל-Q
דוגמאות מומנט
כאשר אנו פותחים דלת, אנו מפעילים כוח בנקודה הרחק מציר הסיבוב שלה, ובכך, אנו מדפיסים עליה מומנט גדול יותר.
כאשר מדוושים על אופני גיר, ניתן להבחין שככל שקוטר הכתר שלו גדול יותר, כך גדל המומנט המופק בכל מהלך דוושה.
בעת שימוש במברג, אתה יכול לראות שככל שהקוטר של הכבל שלך גדול יותר, כך יהיה קל יותר להדק או להסיר ברגים.
תרגילי מומנט פתורים
1) כוח של 50 N מופעל בזווית של 45° על זרוע מנוף של 0.25 מ', מה שגורם לארכובה להסתובב נגד כיוון השעון.
נתונים: חטא 45º = √2/2
א) קבע את הכיוון והכיוון של המומנט המופעל על הארכובה.
ב) חשב את המומנט שבוצע על הארכובה.
פתרון הבעיה
א) לפי כלל יד ימין, המומנט הוא בכיוון הניצב למישור הידית, וכיוונו מצביע לעבר מישור הדלת.
ב) בעזרת נוסחת המומנט ונתוני התרגיל, הבה נעשה את החישוב הבא:
2) מומנט של 100 ננומטר מופעל במרחק של 25 ס"מ מציר הסיבוב של הגוף. קבע את גודל הכוח בניצב למישור הסיבוב של גוף זה וחשב את השונות בתנע הזוויתי שגוף זה סובל במרווח זמן של 3 שניות.
פתרון הבעיה
כדי לחשב את עוצמת הכוח בניצב לציר הסיבוב, נשתמש בהגדרת המומנט ובנתוני התרגיל:
כדי לקבוע את השינוי במומנטום הזוויתי שגוף זה סובל, הבה נעשה את החישוב הבא:
מאתי רפאל הלרברוק
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/torque-uma-forca.htm