Содержание
Представьте себе: вам нужно открутить болт с деревянной доски. Вы найдете ключ правильного размера и прикрепите его к болту. Чтобы начать ослаблять гаечный ключ, вам нужно держать ручку и тянуть или толкать в направлении, перпендикулярном ручке гаечного ключа. Нажатие в направлении ключа не приведет к затяжке болта и не ослабит его.
Крутящий момент - это влияние, которое рассчитывается из сил, которые влияют на вращательное движение или вызывают вращение вокруг оси.
Общая физика крутящего момента
Формула для определения крутящего момента, τ является τ = r × F, где р это рычаг и F это сила. Помните, р, τ, а также F все векторные величины, поэтому операция не является скалярным умножением, а векторным перекрестным произведением. Если угол, θЕсли между рычагом рычага и силой известно, то величина крутящего момента может быть рассчитана как τ = r F sin (θ).
Стандартная единица измерения или единица измерения крутящего момента - ньютон-метры или Нм.
Чистый крутящий момент означает вычисление результирующего крутящего момента из N разные способствующие силы. Таким образом:
Sigma ^ n_i vec { tau} = Sigma ^ n_i r_i F_i sin ( theta)Как и в кинематике, если сумма моментов равна 0, то объект находится в вращательном равновесии, то есть он не ускоряется и не замедляется.
Словарь по физике крутящего момента
Уравнение крутящего момента заполнено важной информацией о том, как создается крутящий момент и как рассчитать чистый крутящий момент. Понимание терминов в уравнении поможет вам выполнить общий расчет чистого крутящего момента.
Во-первых, ось вращения - это точка, вокруг которой будет происходить вращение. Для примера крутящего момента гаечного ключа ось вращения проходила через центр болта, поскольку гаечный ключ будет вращаться вокруг болта. Для качелей ось вращения - это середина скамьи, где расположена точка опоры, а дети на концах качелей прикладывают крутящий момент.
Далее расстояние между осью вращения и приложенной силой называется рычагом рычага. Определение рычага может быть непростым делом, поскольку оно является векторной величиной, поэтому существует потенциально много возможных рычагов, но только один правильный.
Наконец, линия действия - это воображаемая линия, которая может быть продолжена от приложенного усилия, чтобы определить рычаг рычага.
Пример расчета крутящего момента
Лучший способ начать большинство физических задач - нарисовать картину ситуации. Иногда эта картина описывается как диаграмма свободного тела (FBD), на которой нарисован объект, на который действуют силы, а силы нарисованы в виде стрелок с указанием их направления и величины. Другая важная информация для добавления к вашему FBD - это оси координат и оси вращения.
Для определения чистого крутящего момента необходима точная диаграмма свободного тела.
Шаг 1: Нарисуйте FBD и включите координатные оси. Пометьте ось вращения.
Шаг 2: Нарисуйте все силы, действующие на тело, используя предоставленную информацию, чтобы точно расположить силы относительно оси вращения.
Шаг 3: Чтобы определить рычаг рычага (что, вероятно, приведено в задаче), вытяните линию действия от силы так, чтобы рычаг рычага мог проходить через ось вращения и перпендикулярно силе.
Шаг 4: Информация о проблеме может дать информацию об угле между рычагом рычага и усилием, так что вклад в крутящий момент можно рассчитать: τя = гя Fя Sin (θя).
Шаг 5: Суммируйте каждый вклад от каждой из N сил, чтобы определить чистый крутящий момент.