Įsivaizduokite: reikia atsukti varžtą iš medinės lentos. Jūs rasite tinkamo dydžio raktą ir pritvirtinkite jį prie varžto. Norėdami pradėti atlaisvinti veržliaraktį, turite laikyti rankeną ir traukti arba stumti kryptimi, kuri yra statmena veržliarakčio rankenai. Paspaudus veržliarakčio kryptį, varžtui nebus taikomas sukimo momentas ir jis neatsipalaiduos.
Sukimo momentas yra įtaka, kuri apskaičiuojama iš jėgų, kurios veikia sukimosi judėjimą arba sukelia sukimąsi apie ašį.
Bendra sukimo momento fizika
Formulė sukimo momentui nustatyti,τyra
\ tau = r \ kartus F
kurryra svirties svirtis irFyra jėga. Prisiminti,r, τirFyra visi vektoriniai dydžiai, taigi operacija yra ne skaliarinis dauginimas, o vektoriaus kryžminis sandauga. Jei kampas,θ, tarp svirties svirties ir jėgos yra žinoma, tada sukimo momento dydį galima apskaičiuoti taip
\ tau = rF \ sin {\ theta}
Standartinis arba SI sukimo momento vienetas yra Niutono metrai arba Nm.
Grynasis sukimo momentas reiškia apskaičiuoti gautą sukimo momentą išnskirtingos prisidedančios jėgos. Taigi:
\ Sigma ^ n_i \ vec {\ tau} = \ Sigma ^ n_i r_i F_i sin (\ theta)
Kaip ir kinematikoje, jei sukimo momentų suma lygi 0, objektas yra sukimosi pusiausvyroje, vadinasi, jis nei greitėja, nei lėtėja.
Sukimo momento fizikos žodynas
Sukimo momento lygtyje gausu svarbios informacijos apie tai, kaip sukuriamas sukimo momentas ir kaip apskaičiuoti grynąjį sukimo momentą. Supratę lygtyje esančius terminus, galėsite atlikti bendrą grynojo sukimo momento skaičiavimą.
Pirma, sukimosi ašis yra taškas, aplink kurį sukimasis. Veržliarakčio sukimo momento pavyzdžiu sukimosi ašis buvo per varžto centrą, nes veržliaraktis suksis aplink varžtą. Pjūklui sukimosi ašis yra suolo vidurys, kur yra atramos taškas, o vaikai pjūklo galuose naudoja sukimo momentą.
Toliau atstumas tarp sukimosi ašies ir pritaikytos jėgos vadinamas svirtimi. Svirties svirties nustatymas gali būti keblus, nes tai yra vektorinis dydis, todėl potencialiai svirties svirčių yra daug, bet tik viena teisinga.
Galiausiai, veikimo linija yra įsivaizduojama linija, kurią galima išplėsti nuo pritaikytos jėgos, kad būtų galima nustatyti svirties svirtį.
Sukimo momento skaičiavimo pavyzdys
Geriausias būdas pradėti daugumą fizikos problemų yra nupiešti situacijos vaizdą. Kartais tas paveikslėlis apibūdinamas kaip laisvo kūno diagrama (FBD), kur objektas, ant kurio veikiančios jėgos yra traukiamos, o jėgos traukiamos kaip rodyklės su jų kryptimi ir dydžiu paženklinti. Kita svarbi informacija, kurią reikia pridėti prie FBD, yra koordinačių ašys ir sukimosi ašis.
Norint išspręsti grynąjį sukimo momentą, labai svarbu tiksli laisvo kūno diagrama.
1 žingsnis: Nubrėžkite FBD ir įtraukite koordinačių ašis. Pažymėkite sukimosi ašį.
2 žingsnis: Nubrėžkite visas kūną veikiančias jėgas, naudodamiesi pateikta informacija, kad galėtumėte tiksliai išdėstyti jėgas, palyginti su sukimosi ašimi.
3 žingsnis: Norėdami nustatyti svirties svirtį (kuri greičiausiai pateikiama problemoje), pratęskite veiksmų liniją nuo jėga, tokia, kad svirties svirtį būtų galima ištraukti per sukimosi ašį ir statmenai jėga.
4 žingsnis: Informacija iš problemos gali suteikti informacijos apie kampą tarp svirties svirties ir jėgos, kad būtų galima apskaičiuoti indėlį į sukimo momentą:
\ tau_i = r_iF_i \ sin {\ theta_i}
5 žingsnis: Sudėkite kiekvieną iš N jėgų indėlį, kad nustatytumėte naudingąjį sukimo momentą.