Sisu
Kujutage ette seda: peate poldi lahti keerama puust plangust. Leiate õige suurusega mutrivõtme ja kinnitage see poldi külge. Mutrivõtme lahti laskmiseks peate hoidma käepidet ja tõmbama või suruma mutrivõtme käepidemega risti olevas suunas. Mutrivõtme suunas lükkamine ei avalda poldile pöördemomenti ja see ei lahti.
Pöördemoment on mõju, mis arvutatakse jõudude põhjal, mis mõjutavad pöörlemisliikumist või põhjustavad pöörlemist telje ümber.
Üldine pöördemomendi füüsika
Pöördemomendi määramise valem, τ on τ = r × F, kus r on kangivars ja F on jõud. Pidage meeles, r, τja F on kõik vektorkogused, seega ei ole toiming skalaarkorrutamine, vaid vektorite ristkorrutis. Kui nurk, θ, siis on hoova ja jõu vaheline väärtus teada, siis saab pöördemomendi suuruse arvutada kui τ = r F sin (θ).
Standardne või SI pöördemomendi ühik on njuutonmeetrid või Nm.
Netomoment tähendab saadud pöördemomendi arvutamist väärtusest n erinevad panustavad jõud. Seega:
Sigma ^ n_i vec { tau} = Sigma ^ n_i r_i F_i sin ( teeta)
Nii nagu kinemaatikas, kui pöördemomentide summa on 0, on objekt pöörlemistasakaal, mis tähendab, et see ei kiirenda ega aeglusta.
Pöördemomendi füüsika sõnavara
Pöördemomendi võrrand sisaldab olulist teavet pöördemomendi genereerimise ja netomomendi arvutamise kohta. Võrrandis olevate mõistete mõistmine aitab teil lõpule viia üldise netomomendi arvutamise.
Esiteks on pöörlemistelg punkt, mille ümber pöörlemine toimub. Mutrivõtme pöördemomendi näite puhul oli pöörlemistelg poldi keskpunkti kaudu, kuna mutrivõtmega pöörleb polt ümber. Nähasae puhul on pöörlemistelg pingi keskosa, kuhu asetatakse tugipunkt, ja saeketi otstes olevad lapsed rakendavad pöördemomenti.
Järgmisena nimetatakse pöördetelje ja rakendatud jõu vahelist kaugust kangivarsiks. Hoovavarsi määramine võib olla keeruline, kuna tegemist on vektorkogusega, seega on potentsiaalselt palju võimalikke hoovaharusid, kuid ainult üks õige.
Lõpuks on tegevussuund kujuteldav joon, mida saab kangjõu kindlaksmääramiseks rakendatavast jõust laiendada.
Pöördemomendi arvutamise näide
Parim viis enamiku füüsikaprobleemide alustamiseks on olukorrast pildi joonistamine. Mõnikord kirjeldatakse seda pilti vaba keha diagrammina (FBD), kus joonistatakse objekt, mille suhtes jõud tegutsevad, ja jõud tõmmatakse nooltena, nende suund ja suurus on märgistatud. Muu oluline teave, mida oma FBD-le lisada, on koordinaatteljed ja pöördetelg.
Netomomendi lahendamiseks on oluline vaba keha täpne diagramm.
1. samm: joonistage FBD ja lisage koordinaatteljed. Märgistage pöörlemistelg.
2. samm: Joonistage kõik kehale mõjuvad jõud, kasutades antud teavet jõudude täpseks paigutamiseks pöörlemistelje suhtes.
3. samm: kangihoova (mis tõenäoliselt on probleemis antud) kindlaksmääramiseks laiendage tegevussuunda jõust nii, et kangiharu saaks tõmmata läbi pöörlemistelje ja jõuga risti.
4. samm: teave probleemist võib anda teavet hoovavarsi ja jõu vahelise nurga kohta, nii et saab arvutada pöördemomendi panuse: τi = ri Fi patt (θi).
5. samm: lisage iga N jõu iga panus, et määrata kindlaks pöördemoment.