Определение и свойства момента силы. Что такое момент силы?

Возьмем точку Q — полюс, относительно которого рассчитывается момент силы. Затем проведите вектор с радиусом r от Q до F, точки приложения. Категория рассчитывается следующим образом:

Момент силы

Момент силы рассматривается в физике как векторная величина, равная векторному произведению радиус-вектора, заданного осью вращения в точке приложения силы, и ее направления.

Категория описывает действие силы по отношению к твердому телу.

Бывает, что велосипедисту приходится поворачивать руль транспортного средства вручную. Это гораздо быстрее, чем захват спиц, так как они находятся ближе к точке поворота. Тяга — это крутящий момент, т.е. вращательное движение.

Осторожно. Если учитель обнаружит плагиат в вашей работе, у вас будут большие неприятности (вплоть до исключения из школы). Если вы не можете написать работу самостоятельно, закажите ее здесь.

Крутящий момент и угловой момент не идентичны, поскольку термин «угловой момент» относится к внешней силе, действующей на объект, а термин «угловой момент» относится к внутренней силе, действующей на объект под действием нагрузки.

В физике крутящий момент интерпретируется как вращение.

В теории эта категория также называется импульсом пары сил, термин, восходящий к работе Архимеда о рычагах. Так, если на рычаг перпендикулярно действует сила, то импульс силы получается умножением величины силы на расстояние от оси вращения рычага.

В линейной механике сила — это мера способности придать телу линейное ускорение. Аналогично, крутящий момент точки — это мера способности придать системе угловое ускорение. Он также придает угловое ускорение — эти два параметра прямо пропорциональны друг другу.

Например, если отодвинуть дверь дальше от дверных петель, то есть туда, где находится ручка, она открывается легче и быстрее. Отсюда видна разница во вращении/вращательной способности. Другой пример. Тяжелый предмет легче удержать, если прижать к нему руку, а не держать ее на вытянутой руке. Таким образом, в приведенных выше случаях импульс силы изменяется по мере уменьшения/увеличения рычага.

Формула для импульса выглядит следующим образом:

M — это импульс силы (также обозначается как t), а dL — изменение импульса за бесконечно малый промежуток времени dt.

  Что такое индуктивность, в чём измеряется, основные формулы. В чем измеряется индуктивность?

Абсолютная величина момента силы

Абсолютное значение импульса силы — это величина, равная произведению абсолютного значения на плечо данной силы относительно выбранной точки.

Рассмотрим следующий рисунок.

Определение момента силы

На нем изображен брусок длиной L. Таким образом, он одним концом прикреплен к вертикальной плоскости с помощью шарнира, а другой конец свободен. F¯ действует на него. Угол между

Крутящий момент рассчитывается в ньютонах на метр, т.е. имеет ту же размерность, что и работа и энергия в естественных науках. Однако следует отметить, что это понятие является векторной величиной, которую нельзя рассматривать как работу. Импульс силы совершает работу в соответствии с формулой:

Значение θ указывает центральный угол в радианах, вокруг которого вращается система в данный момент времени t.

В физике крутящий момент можно понимать как «вращающую силу». В системе СИ единицей измерения силы крутящего момента является Ньютон-метр. Момент силы иногда называют моментом пары сил — понятие, заимствованное из работы Архимеда о рычагах. В простейшем случае, когда сила действует на рычаг перпендикулярно, крутящий момент определяется как произведение величины этой силы на расстояние от оси вращения рычага. Например, сила в 3 ньютона на рычаге, находящемся на расстоянии 2 м от оси вращения, создает такой же крутящий момент, как и сила в 1 ньютон на рычаге, находящемся на расстоянии 6 м от оси вращения. Более точно, импульс частицы определяется как векторное произведение

Работа момента силы

где — сила, действующая на частицу, и радиус-вектор частицы.

Строго говоря, вектор, обозначающий момент силы, введен искусственно, так как он подходит для вычисления работы вдоль изогнутого сегмента относительно неподвижной оси и для вычисления общего момента силы всей системы, так как его можно суммировать. Чтобы понять, откуда взялось обозначение импульса и как оно появилось, стоит рассмотреть действие силы на рычаг, вращающийся вокруг неподвижной оси.

Содержание

  • 1 Общие сведения
  • 2 Предыстория
  • 3 Единицы
  • 4 Специальные случаи
    • 4.1 Формула момента рычага
    • 4.2 Сила под углом
    • 4.3 Статическое равновесие
    • 4.4 Момент силы как функция от времени

    Работа, совершаемая под действием силы вокруг неподвижной оси, может быть вычислена с помощью следующих соображений.

    \times\vec\right» width=»» height=»» />

    Пусть под действием силы конец рычага пройдет бесконечное расстояние. Обозначим равенством вектор и вектор силы.

    Предыстория

    Поэтому бесконечно малая работа в бесконечно малой части и вектор силы, т.е.

    Теперь попробуем выразить коэффициент вектора, и проекцию вектора силы

    \vec r

    или
    ight| \sin
    Теперь мы видим, что произведение

    Так как для бесконечно малого перемещения рычага, используя соотношения для прямоугольного треугольника, можно записать следующее равенство:, где в случае малого угла справедливо и следовательно \right| d\varphi» width=»» height=»» />

    Для проекции вектора силы, видно, что угол » width=»» height=»» />, а так как \right )>= \sin» width=»» height=»» />, получаем, что = \left| \vec \right| \sin» width=»» height=»» />.

    Теперь запишем бесконечно малую работу через новые равенства \right| \sin» width=»» height=»» />ight| \sin<\left (\alpha \right )>d\varphi» width=»» height=»» />.

    это не что иное, как мера векторного произведения векторов, т.е. мера вектора силы-момента.<\left (\alpha \right )>» width=»» height=»» />Теперь вся работа написана очень просто: …

    Момент силы — это сила, действующая на расстояние, и в системе СИ единицей измерения момента силы является ньютон-метр. Джоуль, единица СИ для энергии и работы, также определяется как 1 Н-м, но эта единица не используется для крутящего момента. Когда энергия представлена как результат «сила умноженная на перемещение», энергия является скалярной, в то время как момент силы — это «сила, умноженная на перемещение векторно» и, таким образом, a (

    Единицы

    В предыдущей теме мы говорили о простых механизмах, которые изменяют механическое воздействие на тело путем изменения точки приложения силы, ее величины и направления. Мы выяснили, что рычаг — это любое твердое тело, которое может вращаться относительно неподвижной опоры или оси.

    ,

    Мы различаем два типа рычагов: рычаг первого типа и рычаг второго типа. Рычаг первого рода — это рычаг, ось вращения которого лежит между точками приложения сил, а сами силы направлены в одну сторону. Рычаг второго типа — это рычаг, ось вращения которого лежит по одну сторону от точек приложения сил, а сами силы действуют в противоположных друг другу направлениях. Расстояние между точкой контакта и линией, вдоль которой действует сила, называется плечом рычага.

    В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

    Мы вывели условие равновесия рычага, согласно которому рычаг находится в равновесии, если действующие на него силы обратно пропорциональны длинам их плеч.

    Применим основное свойство пропорциональности к состоянию равновесия рычага. Тогда условие равновесия рычага имеет следующий вид

    3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.

    Конспект урока «Момент силы»

    Произведение коэффициента силы и плеча рычага дает новую физическую величину — момент силы (обозначается M).

    Крутящий момент измеряется в Ньютон-метрах (Н-м).

    Момент силы описывает действие силы и показывает, что это действие зависит как от величины силы, так и от рычага.

    Сформулируем условие равновесия рычага, используя правило моментов: рычаг находится в равновесии под действием двух моментов, если момент силы, поворачивающей рычаг по часовой стрелке, равен моменту силы, поворачивающей его против часовой стрелки.

    В эксперименте, описанном в предыдущем разделе, силы, действующие на рычаг, были 8 Н и 4 Н соответственно, а их плечи составляли 2,5 и 5 делений рычага соответственно. Это означает, что в равновесии рычага моменты этих сил равны.

    Можно ли уравновесить рычаг, когда на него действует более двух сил? Да, это так. Посмотрите на иллюстрацию.

    Это изображение рычага с различными силами, действующими на него. Для того чтобы такой рычаг был в равновесии, нам необходимо:

    1. найдите сумму моментов всех сил, которые вращают рычаг по часовой стрелке.

    Обратите внимание, что плечо силы F

    — не является прямой OC, а прямая OB является кратчайшим перпендикуляром к прямой CB .

    2. найдите сумму моментов сил, поворачивающих рычаг против часовой стрелки.

    3. сравните сумму моментов всех сил, которые поворачивают рычаг по часовой стрелке, с суммой моментов сил, которые поворачивают рычаг против часовой стрелки.

    И если эти суммы равны, то рычаг находится в равновесии.

    Твитнуть

    5

    3

      Материальная точка. Что такое материальная точка?
Оцените статью
Дорога Знаний
Добавить комментарий