SUKIMO MOMENTAS: CHARAKTERISTIKOS IR FORMULĖS, PRATIMAI - FIZINIS - 2025

Sukimo momentas , sukimo momento arba momentas jėga yra jėga gebėjimas sukelti eilė. Etimologiškai sukimo momento pavadinimas gaunamas kaip angliško žodžio torque vedinys, kilęs iš lotyniško torquere (susukti).

Sukimo momentas (atsižvelgiant į nurodytą tašką) yra fizinis dydis, gaunamas padarius vektorinį produktą tarp taško, kuriame veikia jėga, ir panaudotosios jėgos padėties vektorių (nurodyta tvarka). Šis momentas priklauso nuo trijų pagrindinių elementų.

Pirmasis iš šių elementų yra veikiamos jėgos dydis, antrasis - atstumas tarp taško, kuriame jis veikia, ir taško, kurio atžvilgiu kūnas sukasi (dar vadinamas svirties rankena), o trečiasis elementas yra kampas minėtos jėgos taikymo.

Kuo didesnė jėga, tuo didesnis nugara. Tas pats nutinka ir su svirties svirtimi: kuo didesnis atstumas tarp taško, kuriame jėga veikiama, ir taško, kurio atžvilgiu ji sukuria posūkį, tuo didesnis jis bus.

Aišku, sukimo momentas ypač domina statybą ir pramonę, taip pat daugybę pritaikymų namams, pavyzdžiui, priveržiant veržlę veržliarakčiu.

Formulės

Matematinę jėgos sukimo momentą apie tašką O išreiškia: M = rx F

Šioje išraiškoje r yra vektorius, jungiantis O tašką su jėgos taikymo tašku P, o F yra taikomosios jėgos vektorius.

Akimirkos matavimo vienetai yra N ∙ m, kurie, nors pagal matmenis yra lygiaverčiai džaulei (J), turi kitokią reikšmę ir jų nereikėtų painioti.

Todėl sukimo momento modulis įgyja vertę, išreikštą šia išraiška:

M = r ∙ F ∙ sin α

Šioje išraiškoje α yra kampas tarp jėgos vektoriaus ir svirties rankos vektoriaus. Sukimo momentas laikomas teigiamu, jei kūnas sukasi prieš laikrodžio rodyklę; priešingai, jis yra neigiamas, kai sukasi pagal laikrodžio rodyklę.

Vienetai

Kaip jau buvo minėta aukščiau, sukimo momento matavimo vienetas gaunamas iš jėgos ir atstumo vienetų sandaugos. Tiksliau, Tarptautinėje vienetų sistemoje naudojamas niutonų matuoklis, kurio simbolis yra N • m.

Matmenų lygiu niutono matuoklis gali atrodyti lygus džouliui; tačiau jokiu būdu liepa neturėtų būti naudojama akimirkoms išreikšti. Džaulė yra matavimo vienetai kūriniams ar energijoms, kurie konceptualiu požiūriu labai skiriasi nuo sukimo momentų.

Tuo pačiu būdu sukimo momentas turi vektoriaus pobūdį, kuris yra ir skaliarinis darbas, ir energija.

charakteristikos

Iš to, kas buvo matyti, išplaukia, kad jėgos sukimo momentas taško atžvilgiu rodo jėgos ar jėgų rinkinio gebėjimą pakeisti minėto kūno sukimąsi aplink ašį, einančią per tašką.

Todėl sukimo momentas sukuria kampinį pagreitį kūne ir yra vektoriaus simbolio dydis (taigi jis apibrėžtas iš modulio, krypties ir prasmės), kuris yra veiktuose mechanizmuose. sukimo ar lenkimo.

Sukimo momentas bus lygus nuliui, jei jėgos vektorius ir vektorius r ta pačia kryptimi, nes tokiu atveju sin α vertė bus lygi nuliui.

Susidaręs sukimo momentas

Atsižvelgiant į tam tikrą kūną, kuriame veikia jėgų seka, jei veikiančios jėgos veikia toje pačioje plokštumoje, sukimo momentas, atsirandantis veikiant visoms jėgoms; yra sukimo momentų, atsirandančių iš kiekvienos jėgos, suma. Todėl tiesa, kad:

M _T = ∑ M = M ₁ + M _{2 +} M ₃ +…

Žinoma, būtina atsižvelgti į sukimo momentų ženklo kriterijų, kaip paaiškinta aukščiau.

Programos

Sukimo momentas yra toks kasdienis pritaikymas kaip veržlės priveržimas veržliarakčiu arba maišytuvo ar durų atidarymas ar uždarymas.

Tačiau jos taikymai eina daug toliau; sukimo momentas taip pat randamas mašinų ašyse arba pastangų, kuriomis veikiamos sijos, rezultatas. Todėl jo taikymo pramonėje ir mechanikoje yra daug ir įvairių.

Išspręsta mankšta

Žemiau yra keletas pratimų, palengvinančių supratimą apie tai.

1 pratimas

Atsižvelgiant į šį paveikslą, kuriame atstumai tarp taško O ir taškų A ir B yra atitinkamai 10 cm ir 20 cm:

a) Apskaičiuokite sukimo momento modulio vertę taško O atžvilgiu, jei A taške veikia 20 N jėga.

b) Apskaičiuokite, kokia turi būti jėgos vertė, taikoma B, kad pasiektumėte tokį patį sukimo momentą, koks buvo gautas ankstesniame skyriuje.

Sprendimas

Pirma, patogu perduoti duomenis į tarptautinės sistemos vienetus.

r _A = 0,1 m

r _B = 0,2 m

a) Sukimo momento moduliui apskaičiuoti naudojame šią formulę:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,1 ∙ 20 ∙ 1 = 2 N ∙ m

b) Norėdami nustatyti reikalaujamą jėgą, elkitės panašiai:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,2 ∙ F ∙ 1 = 2 N ∙ m

Sprendžiant F, gauname, kad:

F = 10 N

2 pratimas

Moteris daro 30 N jėgą 30 cm ilgio veržliarakčio gale. Jei jėgos kampas su veržliarakčio rankena yra 30 °, koks yra veržlės sukimo momentas?

Sprendimas

Taikoma ir veikia ši formulė:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,3 ∙ 20 ∙ 0,5 = 3 N ∙ m

Nuorodos

1. Jėgos akimirka. (nd). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Gegužės 14 d. Iš es.wikipedia.org.
2. Sukimo momentas (nd). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Gegužės 14 d. Iš en.wikipedia.org.
3. „Serway“, RA ir „Jewett“, Jr. JW (2003). Fizika mokslininkams ir inžinieriams. 6-asis edikas Brooksas Cole'as.
4. Marion, Jerry B. (1996). Klasikinė dalelių ir sistemų dinamika. Barselona: Ed. Aš grįžau.
5. Kleppneris, Danielius; Kolenkovas, Robertas (1973). Įvadas į mechaniką. McGraw-Hill.