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 ( $τ$ ‍)	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 $N \cdot m$ ‍.
Сумарен въртящ момент ( $Σ τ$ ‍)	Сбор от всички въртящи моменти върху една система
Балансирана система	Когато 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 $m$ ‍.
Точка на въртене	Точка, около която се върти тяло. Понякога наричана опорна точка или ос на въртене.

И въртящият момент, и работата имат международни мерни единици

N \cdot m

, но не са едно и също.

Работата е скаларна величина, която описва колко енергия е била прехвърлена към една система и нейните мерни единици са еквивалентни на джаул. Въртящият момент описва вектор за въртящото действие от една сила върху едно тяло и не е еквивалентен на джаул.

Формули

Формула	Използвани символи	Значение
$τ = r F \sin θ = r_{⊥} F$ ‍	$τ$ ‍ е въртящ момент, $F$ ‍ е приложена сила, $r$ ‍ е радиусът от оста на въртене до мястото, където е приложена силата, а $θ$ ‍ 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:

τ = r F \sin θ

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_{⊥}

създава въртящ момент, уравнението включва

\sin θ

(виж Фигура 2 по-долу).

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 $θ$ ‍: 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).

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.

Например въртящ момент, който върти тяло обратно на часовниковата стрелка, е положителен въртящ момент (виж Фигура 6 по-долу).

Въртящ момент, който върти тяло по часовниковата стрелка, е отрицателен въртящ момент (виж Фигура 7) по-долу.

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?

Вписване в профила

Сортирай по:

Все още няма публикации.

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