Sadržaj
Čitava fizika bavi se opisivanjem kretanja predmeta i izmjene određene količine (npr. Energije, zamaha) međusobno i sa okolinom. Možda je najosnovnija količina koja upravlja kretanjem sila, koju opisuju Newtonovi zakoni.
Kad predviđate snage, vjerojatno zamišljate da se predmeti guraju ili povlače u ravnoj liniji. U stvari, tamo gdje ste prvi bili izloženi pojmu sile na kolegiju fizikalnih znanosti, ovo je vrsta scenarija s kojim ste se predstavili jer je njegov najjednostavniji.
Ali fizikalni zakoni koji upravljaju rotacijskim gibanjem uključuju potpuno različit skup varijabli i jednadžbi, čak i ako su temeljni principi isti. Jedna od tih posebnih količina je okretni moment, koji često djeluje na zakretanje osovina u strojevima.
Što je sila?
Jednostavno, sila je gurnuti ili povući. Ako se neto efekt svih sila koje djeluju na objekt ne otkaže, tada će ta neto sila uzrokovati ubrzanje objekta ili promjenu njegove brzine.
Suprotno tome, vašoj intuiciji, kao i idejama starih Grka, možda nije potrebna sila da se objekt kreće konstantnom brzinom, jer je ubrzanje definirano kao brzina promjene brzine.
Ako = 0, promjena u v = 0 i nije potrebna nikakva sila kako bi se objekt nastavio kretati, pod uvjetom da na njega ne djeluju druge sile (uključujući povlačenje zraka ili trenje).
U zatvorenom sustavu, ako je zbroj svih prisutnih sila jednak nuli i zbroj svih prisutnih okretnih momenta je također nula, a smatra se da je sustav u ravnoteža, jer ga ništa ne prisiljava da promijeni svoj pokret.
Objašnjen moment
Rotacijski kolega za silu u fizici je obrtni moment, predstavljen sa T.
Okretni moment je kritična komponenta gotovo svake vrste inženjerskih aplikacija koje se mogu zamisliti; svaki stroj koji uključuje okretno vratilo uključuje komponentu zakretnog momenta, koja pokriva gotovo cjelokupni transportni svijet, zajedno s poljoprivrednom opremom i još mnogo toga u industrijskom svijetu.
Opću formulu zakretnog momenta daje
T = F × r × sin θGdje F je sila koja se primjenjuje na polugu poluge r pod kutom θ , Budući da je sin 0 ° = 0, a sin 90 ° = 1, možete vidjeti da je zakretni moment maksimalan kada se sila aplicira okomito na polugu. Kada razmišljate o bilo kojem iskustvu s dugim ključevima koje ste mogli imati, ovo vjerojatno ima intuitivni smisao.
Formula obrtnog momenta vratila
Da biste izračunali zakretni moment osovine - na primjer, ako tražite formulu zakretnog momenta osovinske osovine, prvo morate navesti vrstu osovine o kojoj govorite.
To je zato što se osovine koje su, na primjer, izdubljene i sadrže svu svoju masu u cilindričnom prstenu, ponašaju drugačije od čvrstih osovina istog promjera.
Za torziju na oba šuplja ili čvrsta osovina, naziva se količina smicalni stres, predstavljen od τ (grčko slovo tau), ulazi u igru. Također, polarni inercijski trenutak nekog područja, J, količina koja je poput mase u rotacijskim problemima, ulazi u mješavinu i specifična je za konfiguraciju osovine.
Opća formula zakretnog momenta na osovini je:
T = τ × frac {J} {r}gdje r je duljina i smjer poluge. Za čvrstu osovinu J ima vrijednost (π / 2)r4.
Za izdubljeno vratilo J umjesto toga je (π / 2) (ro4 – rja4), gdje ro i ro su vanjski i unutarnji radijusi vratila (kruti dio izvana prema praznom cilindru).