4: Моменти та статична еквівалентність
- Last updated
-
-
Save as PDF
\(\require{cancel} \let\vecarrow\vec \renewcommand{\vec}{\mathbf} \newcommand{\ihat}{\vec{i}} \newcommand{\jhat}{\vec{j}} \newcommand{\khat}{\vec{k}} \DeclareMathOperator{\proj}{proj} \newcommand{\kg}[1]{#1~\text{kg} } \newcommand{\lbm}[1]{#1~\text{lb}_m } \newcommand{\slug}[1]{#1~\text{slug} } \newcommand{\m}[1]{#1~\text{m}} \newcommand{\km}[1]{#1~\text{km}} \newcommand{\cm}[1]{#1~\text{cm}} \newcommand{\mm}[1]{#1~\text{mm}} \newcommand{\ft}[1]{#1~\text{ft}} \newcommand{\inch}[1]{#1~\text{in}} \newcommand{\N}[1]{#1~\text{N} } \newcommand{\kN}[1]{#1~\text{kN} } \newcommand{\MN}[1]{#1~\text{MN} } \newcommand{\lb}[1]{#1~\text{lb} } \newcommand{\lbf}[1]{#1~\text{lb}_f } \newcommand{\Nm}[1]{#1~\text{N}\!\cdot\!\text{m} } \newcommand{\kNm}[1]{#1~\text{kN}\!\cdot\!\text{m} } \newcommand{\ftlb}[1]{#1~\text{ft}\!\cdot\!\text{lb} } \newcommand{\inlb}[1]{#1~\text{in}\!\cdot\!\text{lb} } \newcommand{\lbperft}[1]{#1~\text{lb}/\text{ft} } \newcommand{\lbperin}[1]{#1~\text{lb}/\text{in} } \newcommand{\Nperm}[1]{#1~\text{N}/\text{m} } \newcommand{\kgperkm}[1]{#1~\text{kg}/\text{km} } \newcommand{\psinch}[1]{#1~\text{lb}/\text{in}^2 } \newcommand{\pqinch}[1]{#1~\text{lb}/\text{in}^3 } \newcommand{\psf}[1]{#1~\text{lb}/\text{ft}^2 } \newcommand{\pqf}[1]{#1~\text{lb}/\text{ft}^3 } \newcommand{\Nsm}[1]{#1~\text{N}/\text{m}^2 } \newcommand{\kgsm}[1]{#1~\text{kg}/\text{m}^2 } \newcommand{\kgqm}[1]{#1~\text{kg}/\text{m}^3 } \newcommand{\Pa}[1]{#1~\text{Pa} } \newcommand{\kPa}[1]{#1~\text{kPa} } \newcommand{\aSI}[1]{#1~\text{m}/\text{s}^2 } \newcommand{\aUS}[1]{#1~\text{ft}/\text{s}^2 } \newcommand{\unit}[1]{#1~\text{unit} } \newcommand{\ang}[1]{#1^\circ } \newcommand{\second}[1]{#1~\text{s} } \newcommand{\lt}{<} \newcommand{\gt}{>} \newcommand{\amp}{&} \)
Коли сила прикладається до тіла, тіло має тенденцію переводитися у напрямку сили, а також має тенденцію обертатися. Ми вже досліджували поступальну тенденцію в главі 3. Ми зупинимося на обертальної тенденції в цьому розділі.
Ця тенденція обертання відома як момент сили, або простіше момент. Можливо, ви знайомі з терміном крутний момент з фізики. Інженери використовують «крутний момент», де фізики використовують «момент» для опису того ж поняття. Моменти є векторами, тому вони мають величину і напрямок і підкоряються всім правилам додавання і віднімання векторів, описаним у Главі 2. Крім того, моменти мають центр обертання, хоча точніше сказати, що вони мають вісь обертання. У двох вимірах вісь обертання перпендикулярна площині сторінки і так буде відображатися як точка обертання, також звана центром моменту. У трьох вимірах вісь обертання може бути будь-яким напрямком в 3D просторі.
Гайковий ключ дає знайомий приклад. Сила,\(\vec{F}\) прикладена до рукоятки гайкового ключа, як показано на малюнку 4.0.1, створює момент\(\vec{M}_A\) навколо осі поза сторінкою через центральну лінію гайки\(A\text{.}\) на\(\vec{M}\) жирний, оскільки він представляє вектор, а індекс\(A\) вказує на вісь або центр обертання. Напрямок моменту може бути як за годинниковою стрілкою, так і проти годинникової стрілки в залежності від того, як прикладається сила.
Цей інтерактивний показує, як сила\(\vec{F}\) викликає момент\(\vec{M}_A\) навколо точки\(A\text{.}\) Поверніть гайковий ключ і силу,\(\vec{F}\) щоб побачити, як змінюється величина моменту.
Малюнок 4.0.1. Момент\(\vec{M}_A\) створюється силою\(\vec{F}\text{.}\)