Крутящий момент (также известный как момент или момент силы) является тенденцией сила вызвать или изменить вращательное движение тела. Это поворот или сила поворота на объекте. Крутящий момент рассчитывается путем умножения силы и расстояния. Это вектор количество, то есть оно имеет как направление, так и величину. Либо угловая скорость для момент инерции объекта меняется, или оба.
Единицы Момента
Международная система единиц измерения (Единицы СИ) для крутящего момента используется ньютон-метр или Н * м. Хотя ньютон-метры равны джоулейТак как крутящий момент не работа или энергия, поэтому все измерения должны быть выражены в ньютон-метрах. Крутящий момент представлен греческой буквой тау: τ в расчетах. Когда он называется моментом силы, он представлен M. В имперских единицах вы можете увидеть фунт-сила-футы (фунты-футы), которые могут быть сокращенно обозначены как фунт-фут, с подразумеваемой «силой».
Как работает крутящий момент
Величина крутящего момента зависит от того, какое усилие приложено, от длины рычага, который соединяет ось до точки приложения силы и угол между вектором силы и рычагом рука.
Расстояние - это момент руки, часто обозначаемый как r. Это вектор, указывающий от оси вращения туда, где действует сила. Чтобы создать больший крутящий момент, вам нужно приложить усилие дальше от точки поворота или применить большее усилие. Как сказал Архимед, имея место, чтобы стоять с достаточно длинным рычагом, он мог двигать мир. Если вы толкаете дверь рядом с петлями, вам нужно приложить больше усилий, чтобы открыть ее, чем если бы вы толкнули ее на ручку двери в двух футах от петель.
Если вектор силы θ = 0 ° или 180 ° сила не вызовет никакого вращения на оси. Он будет либо отклоняться от оси вращения, потому что он движется в том же направлении, либо отклоняться в направлении оси вращения. Значение крутящего момента для этих двух случаев равно нулю.
Наиболее эффективными векторами силы для создания крутящего момента являются θ = 90 ° или -90 °, которые перпендикулярны вектору положения. Это сделает максимально увеличить вращение.
Правило правой руки для крутящего момента
Сложность работы с крутящим моментом заключается в том, что вычисленный используя векторное произведение. Крутящий момент находится в направлении угловой скорости, которая была бы вызвана им, поэтому изменение угловой скорости происходит в направлении крутящего момента. Используйте правую руку и согните пальцы в направлении вращения, вызванном силой, и большой палец укажет направление вектора крутящего момента.
Чистый крутящий момент
В реальном мире вы часто видите более одной силы, воздействующей на объект, чтобы вызвать вращающий момент. Чистый крутящий момент представляет собой сумму отдельных крутящих моментов. При вращательном равновесии нет чистого крутящего момента на объекте. Могут быть отдельные моменты, но они складываются в ноль и взаимно компенсируются.
Источники и дальнейшее чтение
- Джанколи, Дуглас С. «Физика: принципы с приложениями», 7-е изд. Бостон: Пирсон, 2016.
- Уокер, Джерл, Дэвид Хэллидей и Роберт Резник. «Основы физики», 10-е изд. Лондон: Джон Вили и сыновья, 2014.