Domů > Novinky > Obsah

Co je moment?

Mar 30, 2017
Pravděpodobně jste už slyšeli o točivém momentu, možná při diskusi o vozidlech. Nyní se ujistěte, co skutečně je, a co má co do činění s rotační rovnováhou. Poté proveďte příklad problému, který kombinuje tyto dva.

Moment v každodenním životě

Když slyšíme termín "točivý moment" vychovaný, je to nejčastěji v kontextu automobilů. Krouticí moment je jedním z výrazů, které se obvykle označují jako silné auto, ale co přesně to znamená? V autě je točivý moment síla, kterou písty nasazují na klikovou hřídel, což způsobuje, že kola a kola se otáčejí.

Zatímco se často považuje za termín pro automobilový průmysl, točivý moment je vlastně obecný termín pro fyziku, který má mnoho aplikací. Točivý moment je definován jako tahová síla, která má tendenci způsobovat otáčení. Říkáme bod, kde objekt otáčí osu rotace . Používáte točivý moment každý den, aniž byste si to uvědomili. Trikrát použijete točivý moment, když jednoduše otevřete zamčené dveře. Otočením klíče, otáčením klice a zatlačením dveří do otevřené polohy tak, aby se klouby otáčely na závěsech, jsou všechny způsoby použití kroutícího momentu.

×

Příprava na test?

Zkuste zkušební test zdarma!

Fyzika momentu

Abychom našli lineární sílu, musíme znát hmotu a zrychlení. Moment je však trochu jiný, díky zapojení rotace. Zamyslete se nad otevřením dveří. Kam na to zatáhneš, když chceš, aby se otevřel? Stisknete na straně dveří, kde nejsou žádné závěsy, protože tlačit na boční straně závěsy by bylo mnohem těžší otevřít. Pro točivý moment potřebujeme znát nejen hmotnost a zrychlení lineární síly, ale také to, jak daleko je tato síla z osy otáčení, protože můžeme také získat různé výsledky v závislosti na tom. Vidíme to v diagramu a rovnici pro točivý moment.



T = F * r * sin ( theta )

T = točivý moment

F = lineární síla

R = vzdálenost měřená od osy otáčení, kde se uplatňuje lineární síla

Theta = úhel mezi F a r

V naší rovnici nemá hřích ( theta ) žádné jednotky, r má jednotky metrů (m) a F má jednotky Newtonů (N). Kombinací těchto hodnot můžeme vidět, že jednotka kroutícího momentu je Newtonmetr (Nm).

Konečně, theta je nutno vzít v úvahu směr, od kterého je aplikována lineární síla. Síla nebude vždy tlačena z rovných dveří. Může pocházet z mnoha různých úhlů.

Rotující rovnováha

Takže jsme viděli, jak může nějaký točivý moment působit na objekt, ale můžete snadno použít více než jeden točivý moment najednou. Zamyslete se zpět na motor auta. V každém autě je na klikovém hřídeli více než jeden píst. V tomto případě je celkový točivý moment, který je součtem každého jednotlivého kroutícího momentu.

Celkem T = T {1} + T {2} + ... + T {n}

V této rovnici je n celkový počet kroutícího momentu aplikovaného na objekt. Existuje také zvláštní případ této rotační rovnováhy . Zde se přidání všech momentů působících na objekt rovná nule. Když k tomu dojde, může to znamenat, že na objektu není žádný točivý moment, nebo se všechny momenty působící na objekt vzájemně ruší. Abychom viděli zrušení momentů, podívejme se na jednoduchý případ se dvěma momenty: houpačka.



V horní části obrázku dvě děti sedí na houpací chrupu, která se nepohybuje. Jsou vyrovnané v ose rotace, což je opěrka v případě houpačky. Oba děti vyvíjejí sílu dolů svou hmotností, jinak známou jako síla způsobená gravitací. Dítě 1 se pokouší otočit houpačkou proti směru hodinových ručiček a dítě 2 se pokouší otáčet ve směru hodinových ručiček. Dokud jsou velikosti obou momentů stejné, navzájem se ruší, protože se pokoušejí přesunout houpačku v opačných směrech.

Problém se špičkou špičky

Podívejme se na příklad výpočtu za použití rotační rovnováhy a rovnice pro točivý moment.



Houpačka v obraze je v rotační rovnováze a nepohybuje se. Chceme zjistit, jak daleko dítěte 2 napravo je od osy otáčení na otočném bodě. Dítě 1 vlevo má hmotnost 38 kg a je 4 m od osy. Dítě 2 má hmotnost 25 kg.