GRIEZES MOMENTS: RAKSTURLIELUMI UN FORMULAS, VINGRINĀJUMI - FIZISKĀ - 2025

Griezes moments , griezes momenta vai mirklis spēks ir spēja spēku radīt pagriezienu. Etimoloģiski tas saņem griezes momentu kā angļu vārda torque atvasinājumu no latīņu valodas torquere (sagriezt).

Griezes moments (attiecībā pret noteikto punktu) ir fiziskais lielums, kas rodas, vektoru veidojot starp stāvokļa vektoriem vietā, kur tiek pielikts spēks, un pieliktā spēka momentu (norādītajā secībā). Šis brīdis ir atkarīgs no trim galvenajiem elementiem.

Pirmais no šiem elementiem ir pielietotā spēka lielums, otrais ir attālums starp punktu, kurā tas tiek pielikts, un punktu, attiecībā pret kuru korpuss griežas (ko sauc arī par sviras roku), bet trešais elements ir leņķis minētā spēka pielietošana.

Jo lielāks spēks, jo lielāka griešanās. Tas pats notiek ar sviras roku: jo lielāks būs attālums starp punktu, kurā tiek pielikts spēks, un punktu, attiecībā uz kuru tas rada pagriezienu, jo lielāks tas būs.

Protams, griezes moments rada īpašu interesi būvniecībā un rūpniecībā, kā arī neskaitāmos pielietojumos mājām, piemēram, pievelkot uzgriezni ar uzgriežņu atslēgu.

Formulas

Spēka griezes momenta matemātisko izteiksmi ap punktu O iegūst ar: M = rx F

Šajā izteiksmē r ir vektors, kas savieno punktu O ar punktu P, kurā pieliek spēku, un F ir pielietotā spēka vektors.

Momenta mērvienības ir N ∙ m, kurām, kaut arī dimensijās ir līdzvērtīgas džoulam (J), ir atšķirīga nozīme, un tās nevajadzētu sajaukt.

Tāpēc griezes momenta modulim ir vērtība, ko piešķir ar šādu izteiksmi:

M = r ∙ F ∙ sin α

Šajā izteiksmē α ir leņķis starp spēka vektoru un sviras rokas vektoru. Griezes moments tiek uzskatīts par pozitīvu, ja korpuss griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam; gluži pretēji, tas ir negatīvs, ja tas griežas pulksteņrādītāja virzienā.

Vienības

Kā jau minēts iepriekš, griezes momenta mērvienību iegūst no spēka vienības un attāluma vienības reizinājuma. Konkrēti, Starptautiskā mērvienību sistēma izmanto ņūtonmetru, kura simbols ir N • m.

Izmēru līmenī ņūtonmetrs var šķist līdzvērtīgs džoulam; tomēr nekādā gadījumā jūliju nevajadzētu izmantot mirkļu izteikšanai. Džouls ir mērvienība darbiem vai enerģijām, kas no konceptuālā viedokļa ļoti atšķiras no griezes momentiem.

Tādā pašā veidā vērpes momentam ir vektora raksturs, kas ir gan skalārs darbs, gan enerģija.

raksturojums

No redzētā izriet, ka spēka griezes moments attiecībā pret punktu apzīmē spēka vai spēku komplekta spēju pārveidot minētā ķermeņa rotāciju ap asi, kas iet caur punktu.

Tāpēc griezes moments rada ķermeņa leņķisko paātrinājumu un ir vektora rakstura lielums (tātad tas tiek definēts no moduļa, virziena un jēgas), kas atrodas pakļautajos mehānismos vērpes vai saliekuma dēļ.

Griezes moments būs nulle, ja spēka vektoram un vektoram r ir vienāds virziens, jo tādā gadījumā sin α vērtība būs nulle.

Iegūtais griezes moments

Ņemot vērā noteiktu ķermeni, uz kuru darbojas virkne spēku, ja pieliktie spēki darbojas vienā plaknē, griezes moments, kas rodas, piemērojot visus šos spēkus; ir griezes momentu summa, kas rodas no katra spēka. Tāpēc ir taisnība, ka:

M _T = ∑ M = M ₁ + M _{2 +} M ₃ +…

Protams, ir jāņem vērā vērpes momentu zīmes kritērijs, kā paskaidrots iepriekš.

Lietojumprogrammas

Griezes moments ir tāds ikdienas lietojums kā uzgriežņa pievilkšana ar uzgriežņu atslēgu vai krāna vai durvju atvēršana vai aizvēršana.

Tomēr tā lietojumi sniedzas daudz tālāk; griezes moments ir atrodams arī mašīnu asīs vai siju pakļaušanas centienu rezultātā. Tāpēc tā pielietojumi rūpniecībā un mehānikā ir daudz un dažādi.

Atrisināti vingrinājumi

Zemāk ir pāris vingrinājumi, lai atvieglotu izpratni par iepriekšminēto.

1. vingrinājums

Ņemot vērā šādu attēlu, kurā attālumi starp punktu O un punktiem A un B ir attiecīgi 10 cm un 20 cm:

a) Aprēķina griezes momenta moduļa vērtību attiecībā pret punktu O, ja A punktā tiek pielikts 20 N spēks.

b) aprēķiniet, kādai jābūt spēka vērtībai, kas pielietota pie B, lai sasniegtu tādu pašu griezes momentu, kāds iegūts iepriekšējā sadaļā.

Risinājums

Pirmkārt, ir ērti pārsūtīt datus uz starptautiskās sistēmas vienībām.

r _A = 0,1 m

r _B = 0,2 m

a) Lai aprēķinātu griezes momenta moduli, izmantojam šādu formulu:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,1 ∙ 20 ∙ 1 = 2 N ∙ m

b) lai noteiktu pieprasīto spēku, rīkojieties līdzīgi:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,2 ∙ F ∙ 1 = 2 N ∙ m

Risinot F, mēs iegūstam:

F = 10 N

2. vingrinājums

Sieviete uz 30 cm garas uzgriežņu atslēgas galu pieliek 20 N spēku. Ja spēka leņķis ar uzgriežņu atslēgas rokturi ir 30 °, kāds ir griezes moments pie uzgriežņa?

Risinājums

Tiek piemērota un darbojas šāda formula:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,3 ∙ 20 ∙ 0,5 = 3 N ∙ m

Atsauces

1. Spēka moments. (nd). Vietnē Wikipedia. Iegūts 2018. gada 14. maijā no es.wikipedia.org.
2. Griezes moments (nd). Vikipēdijā. Iegūts 2018. gada 14. maijā no vietnes en.wikipedia.org.
3. Servejs, RA un Jewett, Jr JW (2003). Fizika zinātniekiem un inženieriem. 6. izd. Brooks Kols.
4. Mariona, Džerijs B. (1996). Daļiņu un sistēmu klasiskā dinamika. Barselona: Ed. Es apgriezos.
5. Kleppners, Daniels; Kolenkovs, Roberts (1973). Ievads mehānikā. Makgreivs.