תוֹכֶן
תאר לעצמך את זה: אתה צריך להסיר את הברגה מקרש עץ. אתה מוצא את מפתח הברגים בגודל הנכון ומחבר אותו לבורג. על מנת להתחיל לשחרר את הברגים, עליכם להחזיק את הידית ולמשוך או לדחוף לכיוון הניצב לידית הברגים. דחיפה לאורך כיוון הברגים לא תפעיל מומנט על הבריח והיא לא תשתחרר.
מומנט הוא ההשפעה המחושבת מכוחות המשפיעים על תנועה סיבובית, או גורמים סיבוב סביב ציר.
פיזיקת מומנט כללית
הנוסחה לקביעת מומנט, τ פועל עזר לגוף שני τ = r × F, איפה r הוא זרוע המנוף ו- ו הוא הכוח. זכור, r, τ, ו ו כולם כמויות וקטוריות, כך שהפעולה אינה כפל סקלרי, אלא תוצר צולב וקטורי. אם הזווית, θ, ידוע בין זרוע המנוף לכוח, ואז ניתן לחשב את גודל המומנט כ- τ = r F sin (θ).
יחידת המומנט הסטנדרטית או SI היא מטר ניוטון, או Nm.
מומנט נטו פירושו חישוב המומנט שהתקבל מ- n כוחות תורמים שונים. כך:
Sigma ^ n_i vec { tau} = Sigma ^ n_i r_i F_i sin ( תטא)בדיוק כמו בקינמטיקה, אם סכום המומנטים הוא 0, אז האובייקט נמצא בשיווי משקל סיבובי, כלומר הוא לא מאיץ ולא מאיץ.
אוצר המילים לפיזיקה של מומנט
משוואת המומנט עמוסה בריבה עם מידע חשוב על אופן יצירת המומנט וכיצד לחשב מומנט נטו. הבנת המונחים במשוואה תעזור לך להשלים חישוב מומנט נטו כללי.
ראשית, ציר הסיבוב הוא הנקודה שסביבתה תתרחש הסיבוב. לדוגמא מומנט הברגים, ציר הסיבוב היה במרכז הבריח, מכיוון שהברגים יסתובבו סביב הבריח. עבור מסור, ציר הסיבוב הוא אמצע הספסל, שם ממוקם נקודת המשען, והילדים בקצות המסור מפעילים את המומנט.
בשלב הבא, המרחק בין ציר הסיבוב לכוח המופעל נקרא זרוע המנוף. קביעת זרוע המנוף יכולה להיות מסובכת מכיוון שמדובר בכמות וקטורית, ולכן ישנן זרועות מנוף אפשריות רבות אפשריות, אך רק אחת נכונה.
לבסוף, קו הפעולה הוא קו דמיוני שניתן להרחיב אותו מהכוח המופעל על מנת לקבוע את זרוע המנוף.
דוגמה לחישוב מומנט
הדרך הטובה ביותר להתחיל את מרבית הבעיות בפיזיקה היא לצייר תמונה של המצב. לפעמים תמונה זו מתוארת כתרשים של גוף חופשי (FBD), בו מצויר האובייקט שעליו פועלים הכוחות, והכוחות נמשכים כחצים עם הכיוון והגודל שלהם מסומנים. מידע חשוב נוסף להוסיף ל- FBD שלך הם צירי קואורדינטות וציר הסיבוב.
לפתרון עבור מומנט נטו, דיאגרמת גוף חופשית מדויקת היא קריטית.
שלב 1: צייר את ה- FBD וכלל צירי קואורדינטות. תייג את ציר הסיבוב.
שלב 2: צייר את כל הכוחות הפועלים על הגוף, השתמש במידע שנמסר כדי למקם במדויק את הכוחות ביחס לציר הסיבוב.
שלב 3: כדי לקבוע את זרוע המנוף (אשר ככל הנראה ניתנת בבעיה), הרחב את קו הפעולה מהכוח, כך שניתן יהיה למשוך את זרוע המנוף דרך ציר הסיבוב ובניצב לכוח.
שלב 4: מידע מהבעיה עשוי לספק מידע על הזווית בין זרוע המנוף לכוח, כך שניתן לחשב את התרומה למומנט: τאני = rאני ואני חטא (θאני).
שלב 5: הוסף כל תרומה מכל אחד מכוחות ה- N, כדי לקבוע את מומנט הרשת.