Moment obrotowy, czyli moment siły, jest tendencją, że a siła musi obracać korpus, na który jest nakładany. Moment obrotowy jest wektorprostopadły do płaszczyzny utworzonej przez wektory siła oraz Promieńwobrót. Wektor momentu obrotowego można obliczyć za pomocą iloczynu siły i odległości.
Za każdym razem, gdy siła jest przyłożona w pewnej odległości od osi obrotu ciała, ciało to podlega rotacji. Jeśli to ciało nie obraca się lub obraca się z stała prędkość kątowa, mówimy, że jest w saldorotacyjny. Bilans obrotowy wskazuje, że wynikowyZobróżka to działanie na ciało jest zero i dlatego to ciało obraca się ze stałą lub zerową prędkością. Innymi słowy, kiedy moment obrotowywynikowy o ciele jest zero, to ciało nieto przedstawiaprzyśpieszeniekątowy.
O moment obrotowy można rozumieć jako agentdynamiczny obrotów. W ten sposób odnosi się to do ruchów obrotowych, jak siła do ruchów translacyjnych. Jeśli chcemy, aby ciało obracało się wokół jakiegoś punktu, musimy je dokręcić.
jednostka momentu obrotowego
Jednostka momentu obrotowego, zgodnie z System międzynarodowy, a Niutonczasymetro (Nm). Z definicji, gdy ciało jest obracane w sensharmonogramTwój moment obrotowy to negatywny; w przeciwnym razie przyłożony do niego moment obrotowy ma modułpozytywny. Ponadto kierunek i kierunek wektora momentu obrotowego można łatwo określić za pomocą zasada prawej ręki. Sprawdź poniższy schemat:
Moment obrotowy można określić, zamykając dłoń w kierunku siły (F). Jest to określone przez kierunek kciuka.
Formuła
Moduł momentu obrotowego można obliczyć jako iloczyn siły, odległości i sinusa kąta utworzonego między tymi dwiema wielkościami:
τ – moment obrotowy
r - Ray
F - siła
θ – kąt między r i F
W powyższym wzorze θ jest kątem utworzonym między promieniem obrotu (r) a siłą (F). W przypadku przyłożenia siły pod kątem 90° do promienia (r) sinus tego kąta jest równy 1. Promień (r) jest określany przez odległość od punktu przyłożenia do osi obrotu ciała i jest również znany jako ramię dźwigni. Im dłuższe ramię dźwigni na korpusie, tym łatwiej je obracać.
Moment obrotowy i moment kątowy
Moment obrotowy jest agentdynamiczny rotacji. Kiedy zastosujemy moment obrotowy na jakimś ciele, to ciało może zyskać prędkośćkątowy, dalej opisuje ruch obrotowy. Mówimy, że gdy ciało jest w ruchu, to ma czaskątowy. Moment pędu to analog rotacja czasliniowy, znany również jako ilośćwruch, dlatego możemy zrozumieć, że moment pędu to wielkość ruchu obrotowego ciała lub układu.
Gdy wynikowy moment obrotowy na ciele wynosi zero, Twój czaskątowy pozostaje stały, w przeciwnym razie zmieni się moment pędu.
Podobnie jak siła, którą można zapisać jako czasową zmienność pędu, moment obrotowy można rozumieć jako zmienność momentu pędu w funkcji czasu.
Z kolei moment pędu można obliczyć z iloczynu pozycji ciała i jego pędu. Moduł momentu pędu wirującego ciała wyznaczany jest przez:
L – moment pędu (kg.m²/s)
r – promień ścieżki (m)
Q – wielkość ruchu (kg.m/s)
θ – kąt między r i Q
Przykłady momentu obrotowego
Gdy otwieramy drzwi, przykładamy siłę w punkcie oddalonym od ich osi obrotu, dzięki czemu nadrukowujemy na nie większy moment obrotowy.
Podczas pedałowania na rowerze z przekładnią można zauważyć, że im większa średnica korony, tym większy moment obrotowy wytwarzany przy każdym naciśnięciu pedału.
Używając śrubokręta widać, że im większa średnica kabla, tym łatwiej będzie dokręcić lub odkręcić śruby.
Ćwiczenia z rozwiązaniem Torque
1) Siła 50 N jest przyłożona pod kątem 45° do ramienia dźwigni 0,25 m, powodując obrót korby w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Dane: grzech 45º = √2/2
a) Określ kierunek i kierunek momentu obrotowego wywieranego na korbę.
b) Oblicz moment obrotowy wykonywany na korbie.
Rezolucja
a) Zgodnie z zasadą prawej ręki moment dokręcania jest prostopadły do płaszczyzny klamki, a jego kierunek wskazuje płaszczyznę drzwi.
b) Korzystając ze wzoru na moment obrotowy i danych z ćwiczeń, wykonajmy następujące obliczenia:
2) W odległości 25 cm od osi obrotu ciała przykładany jest moment obrotowy 100 Nm. Wyznacz wielkość siły prostopadłej do płaszczyzny obrotu tego ciała i oblicz zmianę momentu pędu tego ciała w odstępie czasu 3 s.
Rezolucja
Aby obliczyć intensywność siły prostopadłej do osi obrotu, użyjemy definicji momentu obrotowego i danych z ćwiczeń:
Aby określić zmienność momentu pędu tego ciała, wykonajmy następujące obliczenia:
Przeze mnie Rafael Helerbrock
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/torque-uma-forca.htm
