If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание

Въртящ момент и равновесие, преговор

Преговори концепцията за въртящ момент и влиянието върху него на приложената сила и рамото на силата. 

Основни понятия

Термин (символ)Значение
Въртящ момент (tau)Мярка за въртящото действие, причинено от сила, което може да накара едно тяло да се върти около една ос. Векторна величина с международни мерни единици start text, N, end text, dot, start text, m, end text.
Сумарен въртящ момент (\Sigma, tau)Сбор от всички въртящи моменти върху една система
Балансирана системаКогато сумарният въртящ момент на една система е нула
Рамо на силата Перпендикулярното разстояние от оста на въртене до мястото, където е приложена силата. Векторна величина с международни мерни единици start text, m, end text.
Точка на въртенеТочка, около която се върти тяло. Понякога наричана опорна точка или ос на въртене.

Формули

ФормулаИзползвани символиЗначение
tau, equals, r, F, sine, theta, equals, r, start subscript, \perp, end subscript, Ftau е въртящ момент, F е приложена сила, r е радиусът от оста на въртене до мястото, където е приложена силата, а theta е ъгълът между F и r, когато тези вектори са поставени край до край.Въртящият момент е пропорционален и на рамото на силата, и на компонентата на силата, перпендикулярна на рамото на силата.

Как да визуализираме формулата за въртящия момент

Гаечен ключ произвежда въртящ момент върху гайка, ако силата е приложена правилно към нея (виж Фигура 1). Уравнението за въртящия момент е:
tau, equals, r, F, sine, theta
Фигура 1. Променливи на уравнението за въртящия момент, показани за гаечен ключ и гайка. Центърът на гайката е точката на въртене.
За да създаде въртящ момент, силата F трябва да бъде приложена при някакво разстояние r от точката на въртене. Тъй като само перпендикулярната компонента F, start subscript, \perp, end subscript създава въртящ момент, уравнението включва sine, theta (виж Фигура 2 по-долу).
Фигура 2. Компоненти на приложената сила F, подравнени с рамото на силата. Перпендикулярната компонента е, F, start subscript, \perp, end subscript, а успоредна та компонента е F, start subscript, \parallel, end subscript.

Големината на въртящия момент зависи от:

  • Приложена сила F: По-големи сили увеличават въртящия момент.
  • Радиус r: Увеличаването на радиуса увеличава въртящия момент.
  • Ъгълът между силата и рамото на силата theta: Насочването на сила перпендикулярно на рамото на силата увеличава въртящия момент.
Приложена сила може да доведе до нула въртящ момент, ако няма рамо на силата или приложената сила е перпендикулярна на рамото на силата (виж Фигура 3 и 4 по-долу).
Фигура 3. Рамо на силата: тези приложени сили не водят до въртящ момент върху гаечния ключ, понеже няма рамо на силата r.
Фигура 4. Посока на силата: тези приложени сили не водят до въртящ момент върху гаечния ключ, понеже приложената сила е успоредна на рамото на лоста.

Как да определим посоката на въртящия момент

Посоката на въртене може да е по часовниковата стрелка (cw) или обратно на часовниковата стрелка (ccw). Тези термини се отнасят до движението на стрелката на часовника (виж Фигура 5). Във физиката посоката обратно на часовниковата стрелка е определена като положителна, а посоката по часовниковата стрелка е определена като отрицателна за ротационните променливи.
Фигура 5. Въртенето на стрелките на часовника е отправната точка за определяне на ротационната посока. Обратно на часовниковата стрелка е положителна посока на въртене, а по часовниковата стрелка е отрицателната посока.
Например въртящ момент, който върти тяло обратно на часовниковата стрелка, е положителен въртящ момент (виж Фигура 6 по-долу).
Фигура 6. Приложена сила, която създава положителен въртящ момент обратно на часовниковата стрелка.
Въртящ момент, който върти тяло по часовниковата стрелка, е отрицателен въртящ момент (виж Фигура 7) по-долу.
Фигура 7. Приложена сила, която води до отрицателен въртящ момент по часовниковата стрелка.

Научи повече

За по-задълбочени обяснения за въртящия момент виж видеото ни за въртящ момент и равновесие.
За да провериш наученото от теб и да задълбочиш придобитите знания, виж нашите упражнения:

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Все още няма публикации.
Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.