이것을 상상해보십시오. 나무 판자에서 볼트를 풀어야합니다. 올바른 크기의 렌치를 찾아 볼트에 고정합니다. 렌치를 풀기 시작하려면 핸들을 잡고 렌치의 핸들에 수직 인 방향으로 당기거나 밀어야합니다. 렌치 방향을 따라 밀면 볼트에 토크가 가해지지 않고 풀리지 않습니다.
토크는 회전 운동에 영향을 미치거나 축을 중심으로 회전을 유발하는 힘에서 계산되는 영향입니다.
일반 토크 물리학
토크 결정 공식,τ이다
\ tau = r \ times F
어디아르 자형레버 암이고에프힘입니다. 생각해 내다,아르 자형, τ, 및에프모두 벡터 수량이므로 연산은 스칼라 곱이 아니라 벡터 외적입니다. 각도면θ, 레버 암과 힘 사이에 알려진 경우 토크의 크기는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.
\ tau = rF \ sin {\ theta}
표준 또는 SI 토크 단위는 뉴턴 미터 또는 Nm입니다.
순 토크는 결과 토크를 계산하는 것을 의미합니다.엔다른 공헌 력. 그러므로:
\ Sigma ^ n_i \ vec {\ tau} = \ Sigma ^ n_i r_i F_i sin (\ theta)
운동학에서와 마찬가지로 토크의 합이 0이면 물체는 회전 평형 상태에 있으며 가속도 감속도 아닙니다.
토크 물리학의 어휘
토크 방정식은 토크가 생성되는 방법과 순 토크를 계산하는 방법에 대한 중요한 정보로 가득 차 있습니다. 방정식의 용어를 이해하면 일반적인 순 토크 계산을 완료하는 데 도움이됩니다.
첫째, 회전축은 회전이 발생하는 지점입니다. 렌치 토크 예의 경우 렌치가 볼트를 중심으로 회전하므로 회전 축이 볼트 중심을 통과했습니다. 시소의 경우 회전축은 받침대가있는 벤치의 중앙이며 시소 끝에있는 어린이가 토크를 적용합니다.
다음으로 회전축과 적용된 힘 사이의 거리를 레버 암이라고합니다. 레버 암을 결정하는 것은 벡터 수량이기 때문에 까다로울 수 있으므로 잠재적으로 가능한 레버 암이 많지만 올바른 것은 하나뿐입니다.
마지막으로, 작용선은 레버 암을 결정하기 위해 적용된 힘에서 확장 될 수있는 가상의 선입니다.
토크 계산 예
대부분의 물리 문제를 시작하는 가장 좋은 방법은 상황을 그리는 것입니다. 때때로 그 그림은 자유 신체 다이어그램 (FBD)으로 설명됩니다. 작용하는 힘이 그려지고 힘은 방향과 크기가있는 화살표로 그려집니다. 라벨. FBD에 추가 할 다른 중요한 정보는 좌표축과 회전축입니다.
순 토크를 해결하려면 정확한 자유 체 다이어그램이 중요합니다.
1 단계: FBD를 그리고 좌표축을 포함합니다. 회전축에 레이블을 지정합니다.
2 단계: 회전축을 기준으로 힘을 정확하게 배치하기 위해 제공된 정보를 사용하여 몸에 작용하는 모든 힘을 그립니다.
3 단계: 레버 암 (문제에서 제공 될 가능성이 높음)을 결정하려면 힘, 레버 암이 회전 축을 통해 당겨지고 힘.
4 단계: 문제의 정보는 레버 암과 힘 사이의 각도에 대한 정보를 제공하여 토크에 대한 기여도를 계산할 수 있습니다.
\ tau_i = r_iF_i \ sin {\ theta_i}
5 단계: 순 토크를 결정하기 위해 N 개의 힘 각각의 기여도를 더합니다.