Sukimo momento apibrėžimas fizikoje

Sukamąjį kūno judesį keičianti jėga

Geležies Büller/Flickr/CC BY-SA 2.0

Sukimo momentas (taip pat žinomas kaip momentas arba jėgos momentas) yra a tendencija jėga sukelti ar pakeisti sukamasis judesys kūno. Tai objekto sukimo arba pasukimo jėga. Sukimo momentas apskaičiuojamas padauginus jėgą ir atstumą. Tai yra vektorius kiekis, ty jis turi ir kryptį, ir dydį. Arba kampinis greitis inercijos momentas keičiasi objektas arba abu.

Sukimo momento vienetai

Tarptautinė matavimo vienetų sistema ( SI vienetai ) sukimo momentas yra niutonmetrai arba N*m. Nors niutonmetrai yra lygūs Džauliais , kadangi sukimo momentas nėra darbas ar energija, todėl visi matavimai turi būti išreikšti niutonmetrais. Sukimo momentas žymimas graikiška raide tau: t skaičiavimuose. Kai jis vadinamas jėgos momentu, jį vaizduoja M . Imperijos vienetuose galite matyti svarą-force-pēdas (lb⋅ft), kuris gali būti sutrumpintas kaip svaras pėda, nurodant „jėgą“.

Kaip veikia sukimo momentas

Sukimo momento dydis priklauso nuo naudojamos jėgos, svirties svirties, jungiančios ašį su jėgos veikimo tašku, ilgio ir kampo tarp jėgos vektoriaus ir svirties peties.

Atstumas yra momento ranka, dažnai žymima r. Tai vektorius, nukreipiantis nuo sukimosi ašies į vietą, kur veikia jėga. Norint sukurti didesnį sukimo momentą, reikia taikyti jėgą toliau nuo sukimosi taško arba naudoti didesnę jėgą. Kaip sakė Archimedas, turėdamas vietą stovėti su pakankamai ilga svirtimi, jis galėtų išjudinti pasaulį. Jei stumsite duris šalia vyrių, jas atidarydami turėsite naudoti daugiau jėgos, nei stumdami jas už dviejų pėdų toliau nuo vyrių esančią durų rankeną.

Jei jėgos vektorius i = 0° arba 180° jėga nesukels jokio sukimosi ant ašies. Jis arba stumtųsi nuo sukimosi ašies, nes yra ta pačia kryptimi, arba stumtųsi link sukimosi ašies. Šių dviejų atvejų sukimo momento vertė yra lygi nuliui.

Veiksmingiausi jėgos vektoriai, sukuriantys sukimo momentą, yra i = 90° arba -90°, kurios yra statmenos padėties vektoriui. Tai labiausiai padės padidinti sukimąsi.

Sukimo momento dešinės rankos taisyklė

Sudėtinga darbo su sukimo momentu dalis yra ta, kad taip yra apskaičiuotas naudojant a vektorinis produktas . Sukimo momentas yra kampinio greičio, kurį jis sukurtų, kryptimi, taigi, kampinio greičio pokytis yra sukimo momento kryptimi. Dešine ranka sukite rankos pirštus sukimosi kryptimi, kurią sukelia jėga, o nykštis bus nukreiptas sukimo momento vektoriaus kryptimi.

Grynasis sukimo momentas

Realiame pasaulyje dažnai matote daugiau nei vieną jėgą, veikiančią objektą, sukeliantį sukimo momentą. Grynasis sukimo momentas yra atskirų sukimo momentų suma. Esant sukimosi pusiausvyrai, objektas neturi grynojo sukimo momento. Gali būti atskirų sukimo momentų, tačiau jie sumuojasi iki nulio ir panaikina vienas kitą.

Šaltiniai ir tolesnis skaitymas

• Giancoli, Douglas C. „Fizika: principai su taikymu“, 7-asis leidimas. Bostonas: Pirsonas, 2016 m.
• Walkeris, Džearlas, Davidas Halliday ir Robertas Resnickas. „Fizikos pagrindai“, 10-asis leidimas. Londonas: Johnas Wiley ir sūnūs, 2014 m.