Момент сили

Момент сили відносно осі обертання – це фізична величина, яка дорівнює добутку сили на її плече.

Момент сили обчислюють за допомогою формули:

Статика Момент сили

де

  • F – сила;
  • l – плече сили;

Плече сили – це найкоротша відстань від лінії дії сили до осі обертання тіла. На малюнку нижче зображено тверде тіло, яке може обертатися навколо осі. Вісь обертання цього тіла є перпендикулярною до площини малюнка і проходить через точку, яка позначена як буква О.

Плечеv сили Ft тут виявляється відстань l, від осі обертання до лінії дії сили. Визначають його таким чином. Першим кроком проводять лінію дії сили, далі з т. О, через яку проходить вісь обертання тіла, опускають на лінію дії сили перпендикуляр. Довжина цього перпендикуляра виявляється плечем даної сили.

Статика Момент сили

Момент сили характеризує обертаючу дію сили. Ця дія залежить як від сили, так і від плеча. Чим більше плече, тим меншу силу необхідно прикласти, щоб отримати бажаний результат, тобто один і той же момент сили. Саме тому відкрити двері, штовхаючи її біля петель, набагато складніше, ніж беручись за ручку, а гайку відвернути набагато легше довгим, ніж коротким гайковим ключем.

За одиницю моменту сили в СІ приймається момент сили в 1 Н, плече якої дорівнює 1м – ньютон-метр (Н · м).

Правило моментів

Тверде тіло, яке може обертатися навколо нерухомої осі, знаходиться в рівновазі, якщо момент сили М1 обертає його за годинниковою стрілкою, дорівнює моменту сили М2, яка обертає його проти годинникової стрілки:

Статика Момент сили

Момент сили прийнято вважати позитивним, якщо тіло обертається за годинниковою стрілкою, і негативним, якщо – проти.

Правило моментів є наслідком однієї з теорем механіки, яка була сформульована французьким вченим П. Варіньона в 1687 р

Пара сил

Якщо на тіло діють 2 рівні і протилежно спрямовані сили, які не лежать на одній прямій, то таке тіло не знаходиться в рівновазі, так як результуючий момент цих сил щодо будь-якої вісі дорівнює нулю, так як обидві сили мають моменти, спрямовані в одну сторону.

Дві такі сили, які одночасно діють на тіло, називають парою сил. Якщо тіло закріплено на осі, то під дією пари сил воно буде обертатися. Якщо пара сил прикладена «вільному тілу, то воно буде обертатися навколо осі, що проходить через центр ваги тіла, малюнка б.

Момент пари сил однаковий щодо будь-якої осі, перпендикулярної до площини пари. Сумарний момент М пари завжди дорівнює добутку однієї з сил F на відстань l між силами, яка називається плечем пари, незалежно від того, на які відрізки l, і розділяє положення осі плече пари:

Статика Момент сили

Момент декількох сил, рівнодіюча яких дорівнює нулю, буде однаковим щодо всіх осей, паралельних один одному, тому дію всіх цих сил на тіло можна замінити дією однієї пари сил з тим же моментом.

Посилання на основну публікацію