Codziennie jesteśmy narażeni na proste systemy, które trzeba rotować. Jako przykład możemy wymienić czynność otwierania pokrywek konserw, drzwi, szczypiec, kluczy do kół itp. O moment obrotowy to wielkość związana z rotacją systemu. Do obrotu konieczne jest przyłożenie momentu obrotowego.
Nazywany również moment siły, moment obrotowy jest Wielkość wektora który wynika z produktu pomiędzy a siła przyłożone prostopadle do punktu i odległości od obszaru przyłożenia siły i osi obrotu.
M = F. x
Warunki równania i odpowiednie jednostki miary to:
M = Moment obrotowy lub moment siły (Nm);
fa = przyłożona siła (N);
x = Ramię dźwigni (m): odległość między punktem przyłożenia siły a osią obrotu.
Im dłuższe ramię dźwigni, tym mniejsza siła potrzebna do obracania się systemu. Jeśli siła zostanie przyłożona zbyt blisko osi obrotu, do wygenerowania obrotu wymagany będzie większy wysiłek. Gdyby klamki drzwiowe były zamocowane blisko zawiasów, które są osiami obrotu, siła potrzebna do obrócenia drzwi w celu ich otwarcia lub zamknięcia byłaby zbyt duża. Dlatego
uchwyty są instalowane jak najdalej od zawiasów, dzięki czemu przesuwanie drzwi wymaga mniejszego wysiłku.Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)
Etui na klucz do kół
Wyobraź sobie, że kierowca musi zmienić opona znudzony samochodem. Zazwyczaj tego typu prace wykonuje się za pomocą klucza do kół podobnego do tego:
Aby uzyskać najlepszą wydajność, kierowca musi docisnąć końce narzędzia, obracając je obiema rękami w tym samym kierunku.
wyidealizowana sytuacja
Wyobraź sobie, że moment obrotowy wymagany do obrotu śruby koła wynosi 100 Nm. Popychając obiema rękami 40 cm (0,4 m) od środka obrotu, kierowca próbuje wykręcić śruby. Jaka siła byłaby wymagana do przyłożenia każdej ręki w celu obrócenia systemu?
Przyjmując kierunek obrotów przeciwny do ruchu wskazówek zegara jako dodatni, moment obrotowy określa się w następujący sposób:
M = F. x
100 = F. 0,4
F = 100 ÷ 0,4
F = 250 N
Możemy wywnioskować, że siła działająca na każdą z rąk podczas rotacji wynosi 250 N, co daje w sumie siłę 500 N potrzebną do obracania się układu.
Używanie obu rąk do obracania systemu zawsze będzie bardziej efektywne niż używanie tylko jednej ręki, jak pokazano na powyższym obrazku.
By Joab Silas
Ukończył fizykę
Czy chciałbyś odnieść się do tego tekstu w pracy szkolnej lub naukowej? Popatrz:
JUNIOR, Joab Silas da Silva. „Obliczanie momentu obrotowego klucza do kół”; Brazylia Szkoła. Dostępne w: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calculando-torque-uma-chave-roda.htm. Dostęp 27 czerwca 2021 r.
