Момент силы

Содержание

  1. 1. Виды моментов сил
  2. 2. Как рассчитывается момент сил
  3. 3. Роль момента сил во вращательной кинематике
  4. 4. Тест по теме «Момент силы»
Тест: 4 вопроса
1. Что такое момент силы?
мера силы, которая может заставить объект вращаться вокруг оси
мера силы, которая может заставить объект вращаться по кругу
мера силы, которая может заставить объект прекратить вращаться
мера силы, которая может заставить объект вращаться, а затем остановиться
2. От чего зависит направление вектора крутящего момента?
направления действия давления на ось
направления действия ускорения на ось
направления действия поверхности на ось
направления действия силы на ось
3. Что такое статический момент?
момент, который производит угловое ускорение
момент, который не производит угловое ускорение
момент, который производит ускорение
момент, который не производит ускорение
4. Чему равна величина момента сил?
отношению силы к расстоянию от оси вращения до точки действия силы
произведению силы к расстоянию от оси вращения до точки действия силы
сумме силы к расстоянию и оси вращения до точки действия силы
вычитанию из силы расстояние от оси вращения до точки действия силы
Момент силы

Это мера силы, которая может заставить объект вращаться вокруг оси.

Так же, как сила – это то, что заставляет объект ускоряться в линейной кинематике, так и крутящий момент – это то, что заставляет объект приобретать угловое ускорение.

Момент силы является векторной величиной. Направление вектора крутящего момента зависит от направления действия силы на ось.

Любой, кто когда-либо открывал дверь, обладает интуитивным пониманием крутящего момента. Когда человек открывает дверь, он толкает ту сторону двери, которая находится дальше всего от петель. Нажатие на сторону, ближайшую к петлям, требует значительно большего усилия. Хотя проделанная работа одинакова в обоих случаях (большее усилие будет применено на меньшем расстоянии).

Виды моментов сил.png

Виды моментов сил

Моменты сил могут быть статическими или динамическими.

Статический момент

Момент, который не производит угловое ускорение.

Кто-то, толкающий закрытую дверь, прикладывает статический момент к двери, потому что дверь не вращается вокруг своих петель, несмотря на прилагаемое усилие. Кто-то, крутящий велосипед на постоянной скорости, также прикладывает статический крутящий момент, потому что он не ускоряется.
Ведущий вал в гоночном автомобиле, ускоряющийся от линии старта, несет динамический крутящий момент, потому что он должен вызывать угловое ускорение колес, учитывая, что автомобиль ускоряется по трассе.

Как рассчитывается момент сил

Величина вектора момента сил (обозначается M\overrightarrow M), создаваемого данной силой FF является:

M = [F×r]\overrightarrow{M\;}=\;\left[\overrightarrow F\times\overrightarrow r\right]

или, если раскрыть векторное уравнение, получится:

M =Frsinθ\overrightarrow{M\;}=\overrightarrow F\cdot\overrightarrow r\sin\theta,

где rr – расстояние от оси вращение, до точки действия силы, θθ — угол, между векторами rr и FF.
Направление вектора момента сил определяется с использованием правила правого захвата. Если рука вращается вокруг оси вращения пальцами, указывающими в направлении силы, то вектор момента сил указывает в направлении большого пальца, как показано на рисунке ниже.

момент силы.png

Единица СИ для момента сил является Ньютон-метр.

Роль момента сил во вращательной кинематике

Во вращательной кинематике крутящий момент занимает место силы в линейной кинематике. Существует прямой эквивалент закона Ньютона второй (F=ma)(F = m·a),

M=IαM = I·α,

где αα – угловое ускорение. II – момент инерции, свойство вращающейся системы, которое зависит от распределения массы системы.

Чем больше II, тем сложнее для объекта получить угловое ускорение.

Тест по теме «Момент силы»

Комментарии

Нет комментариев

Предыдущая статья

Волны

Следующая статья

Сила
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Прямой эфир