Sadržaj
Zamislite ovo: trebate odvrnuti vijak s drvene daske. Pronaći ćete ključ ispravne veličine i pričvrstiti ga vijkom. Da biste počeli otpuštati ključ, morate držati ručicu i povući ili gurnuti u smjeru koji je okomit na ručicu ključa. Guranje uzduž smjera ključa neće primijeniti zakretni moment na vijak i neće se otpustiti.
Moment je utjecaj koji se izračunava iz sila koje djeluju na rotacijsko kretanje ili uzrokuju rotaciju oko neke osi.
Opća fizika obrtnog momenta
Formula za određivanje zakretnog momenta, τ je τ = r × F, gdje r je poluga i F je sila. Zapamtiti, r, τ, i F sve su količine vektora, tako da operacija nije skalarno množenje, već vektorski križni produkt. Ako je kut, θ, između ručice poluge i sile je poznata, tada se veličina zakretnog momenta može izračunati kao τ = r F sin (θ).
Standardna ili SI jedinica zakretnog momenta je Newton metara, ili Nm.
Neto okretni moment znači izračunati rezultirajući moment od n različite sile koje doprinose. Tako:
Sigma ^ n_i vec { tau} = Sigma ^ n_i r_i F_i sin ( theta)Baš kao u kinematikama, ako je zbroj momenta 0, tada je objekt u rotacijskoj ravnoteži, što znači da nije ni ubrzava ni usporava.
Vokabular za fiziku obrtnog momenta
Jednadžba zakretnog momenta prepuna je važnih informacija o tome kako se stvara moment i kako izračunati neto zakretni moment. Razumijevanje izraza u jednadžbi pomoći će vam da dovršite opći izračun neto zakretnog momenta.
Prvo, os rotacije je točka oko koje će se rotacija dogoditi. U primjeru zakretnog momenta ključa, osovina rotacije bila je kroz sredinu vijka, budući da će se ključ okretati oko vijka. Za pilu, rotacijska os je sredina klupe, gdje se postavlja temeljni otvor, a djeca na krajeve pile primjenjuju moment.
Dalje, udaljenost između osi rotacije i primijenjene sile naziva se poluga. Određivanje poluge može biti teško jer je to vektorska količina, tako da postoji potencijalno mnogo mogućih poluga, ali samo jedna ispravna.
I na kraju, linija djelovanja je zamišljena linija koja se može produžiti od primijenjene sile kako bi se odredio krak poluge.
Primjer izračuna obrtnog momenta
Najbolji način za pokretanje većine problema iz fizike je crtanje situacije. Ponekad se ta slika opisuje kao dijagram slobodnog tijela (FBD), gdje se crta objekt na koji djeluju sile, a sile se crtaju kao strelice s njihovim smjerom i veličinom. Ostale važne informacije koje treba dodati vašem FBD-u su koordinatne osi i osi rotacije.
Za rješavanje neto zakretnog momenta, kritičan je tačan dijagram slobodnog tijela.
1. korak: Nacrtajte FBD i uključite koordinatne osi. Označite os rotacije.
Korak 2: Nacrtajte sve sile koje djeluju na tijelo koristeći podatke dane točno postavite sile u odnosu na os rotacije.
Korak 3: Da biste odredili polugu (koja je vjerojatno navedena u problemu), produžite liniju djelovanja od sile, tako da se poluga može povući kroz os rotacije i okomito na silu.
Korak 4: Podaci iz problema mogu dati informacije o kutu između poluge i sile, tako da se doprinos momentu može izračunati: τja = rja Fja sin (θja).
Korak 5: Dodajte svaki doprinos iz svake od N sila kako biste odredili neto okretni moment.