Момент сили: правило і застосування
Майже дві тисячі років проіснувало правило важеля, відкрите Архімедом ще в третьому столітті до нашої ери, поки в сімнадцятому столітті з легкої руки французького вченого Варіньона не отримало більш загальну форму.
Правило моменту сил
Було введено поняття моменту сил. Момент сили – це фізична величина, що дорівнює добутку сили на її плече:
M = Fl, Де
- M – момент сили; F – сила; L – плече сили.
З правила рівноваги важеля безпосередньо випливає правило моментів сил:
F1/F2 = l2/l1 або, по властивості пропорції F1*l1 = F2*l2, тобто M1 = M2
У словесному вираженні правило моментів сил звучить наступним чином: важіль знаходиться в рівновазі під дією двох сил, якщо момент сили, яка обертає його за годинниковою стрілкою, дорівнює моменту сили, яка обертає його проти годинникової стрілки.
Правило моментів сил справедливо для будь-якого тіла, закріпленого навколо нерухомої осі. На практиці момент сили знаходять таким чином: за напрямом дії сили проводять лінію дії сили. Потім з точки, в якій знаходиться вісь обертання, проводять перпендикуляр до лінії дії сили. Довжина цього перпендикуляра буде дорівнювати плечу сили. Помноживши значення модуля сили на її плече, отримуємо значення моменту сили відносно осі обертання. Тобто, ми бачимо, що момент сили характеризує обертаючу дію сили. Дія сили залежить і від самої сили і від її плеча.
Застосування правила моментів сил у різних ситуаціях
Звідси випливає застосування правила моментів сил у різних ситуаціях. Наприклад, якщо ми відкриваємо двері, то штовхати її ми будемо в районі ручки, тобто, подалі від петель.
Можна виконати елементарний досвід і переконатися, що штовхати двері тим легше, чим далі ми докладаємо силу від осі обертання.
Так як, щоб моменти сил при різних плечах були рівні, треба, щоб більшому плечу відповідала менша сила і навпаки, меншому плечу відповідала велика. Чим ближче до осі обертання ми докладаємо силу, тим вона повинна бути більше. Чим далі від осі ми впливаємо важелем, обертаючи тіло, тим меншу силу нам необхідно буде докласти. Числові значення легко знаходяться з формули для правила моментів.
Саме виходячи з правила моментів сил ми беремо лом або довгу палицю, якщо нам треба підняти щось важке, і, підсунувши під вантаж один кінець, тягнемо брухт біля іншого кінця. З цієї ж причини шурупи ми вкручуємо викруткою з довгою ручкою, а гайки закручуємо довгим гайковим ключем.
За одиницю моменту сили прийнятий ньютон на метр (1 Н/м). Це момент сили 1 ньютон, що має Плече в 1 метр.
Related posts:
- Пара сил. Момент сили Парою сил називається система двох сил, рівних по модулю, паралельних і спрямованих у різні сторони. Пара сил викликає обертання тіла, і її дія на тіло оцінюється моментом. Сили, що входять в пару, що не врівноважуються, так як вони прикладені до двох точках. Дія цих сил на тіло не може бути замінене однієї рівнодіючої силою. Момент […]...
- Момент сили – доповідь Моментом сили представляється крутний або обертальний момент, будучи при цьому векторної фізичною величиною. Вона визначається як векторний добуток вектора сили, а також радіус-вектора, який проведено від осі обертання до точки докладання зазначеної сили. Момент сили виступає характеристикою обертального впливу сили на тверде тіло. Поняття “обертає” і “крутить” моменти не будуть вважатися при цьому тотожними, оскільки […]...
- Обертальний рух твердого тіла. Момент сили Звичайно, становище однієї, навіть “особливої”, точки далеко не повністю описує рух всієї розглянутої системи тіл, але все-таки, краще знати положення хоча б однієї точки, ніж не знати нічого. Тим не менш, розглянемо застосування законів Ньютона до опису обертання твердого тіла навколо фіксованої осі [1]. Почнемо з найпростішого випадку: нехай матеріальна точка маси m прикріплена за […]...
- Момент імпульсу Імпульс матеріальної точки є твір її маси на швидкість: P = mv Аналогом імпульсу в обертальному русі є момент імпульсу, який є твором моменту інерції матеріальної точки на її кутову швидкість: L = Iω, кг – м2 – с-1 Момент імпульсу є векторною величиною, у напрямку збігається з напрямком вектора кутової швидкості. Закон збереження моменту […]...
- Поняття про момент Кручення – це один з видів деформації бруса, при якому в поперечному перерізі бруса виникає один внутрішній силовий фактор, званий крутним моментом Мк. Такий вид деформації виникає, коли на брус діє пара сил, званих скручивающими моментами М, прикладених перпендикулярно його поздовжньої осі. Навантажений обертаючими моментами брус називається валом. Сума обертаючих моментів, що діють на вал, […]...
- Магнітний момент атома Згадаймо, що представляє собою атом. Це кілька електронів, що обертаються навколо ядра. Але ж це теж електричний струм, хоча і зовсім незначний! В результаті атом стає мікроскопічної рамкою з струмом. Таким чином, атоми можуть взаємодіяти з магнітним полем завдяки своєму магнітному моменту. Крім того, оскільки електрони обертаються, вони, як і атом в цілому, мають деякий […]...
- Золоте правило етики (твір) Це правило існує, напевно, так давно, як і саме людство. Воно закликає нас поступати з іншими так, як нам хотілося б, щоб інші чинили з нами, і не робили нікому того, чого не бажаємо самим собі. Це правило в різні часи та епохи згадувалося в різних релігійних вченнях – і в християнстві, і в ісламі, […]...
- Поперечні сили і згинальні моменти Поперечна сила в перерізі бруса вважається позитивною, якщо вона прагне повернути перетин за годинниковою стрілкою, якщо проти – негативною. Якщо діючі на ділянці зовнішні сили прагнуть зігнути балку опуклістю вниз, то вигинає момент вважається позитивним, якщо навпаки – негативним. Основні положення. При чистому згині в поперечному перерізі балки виникає тільки згинальний момент, постійний за величиною. […]...
- “Золоте правило” механіки і механічна робота Що таке механічна робота? Ви вже знаєте, що згідно “золотому правилу” механіки при використанні будь-якого простого механізму ми виграємо в силі в стільки ж разів, у скільки разів програємо в дорозі (за умови, що можна знехтувати тертям і масою самих механізмів). А це означає, що твір модуля сили на шлях не. змінюється. Тому можна припустити, […]...
- Односпрямований момент створюють тільки взаємно нерухомі поля Цей закон дозволяє з загальних позицій досить легко пояснити принцип дії та відмінності основних типів електричних машин. Для цього припустимо, що на статорі електричної машини розташована нерухома в просторі багатофазна (у простому випадку двофазна) обмотка, що створює обертове зі швидкістю?0 щодо нерухомого спостерігача магнітне поле. Варіант 1 Ротор обертається зі швидкістю обертання поля статора?0. У […]...
- Закон збереження моменту імпульсу Основне рівняння динаміки обертального руху збігається з рівнянням другого закону Ньютона для поступального руху. Тому для опису обертального руху можна провести аналогічні узагальнення, що призвели нас до закону збереження імпульсу. Фізична величина L = Iω – називається моментом імпульсу. Рівняння (2) виявляється застосовним і для опису обертання тіл, момент інерції яких змінюється в процесі руху, […]...
- Правило Ленца – доповідь Отже, давайте розглянемо потік (зовнішній), який призводить до появи індукційного струму, а також саме поле (зовнішнє), що приводить до утворення потоку. Отже, якщо деяка зміна потоку призводить до появи струму в провіднику, то навколо цього провідника також буде утворюватися власне магнітне поле, яке має потік. Якщо існує два різних магнітних поля, то за принципом суперпозиції […]...
- Робота сили тяжіння і потенційна енергія Давайте уявимо собі тіло, яке падає з деякої висоти. Для переміщення цього тіла сила тяжіння робить деяку роботу. При цьому переміщення дорівнює висоті, на якій знаходилося тіло в початковий момент часу. Якщо в формулу роботи замість сили, підставити формулу сили тяжіння, а замість переміщення – висоту на якій знаходилося тіло, то отримана формула буде відповідати […]...
- Дейтрон і ядерні сили В атомній фізиці точне рішення квантових рівнянь може бути отримано тільки для одного найпростішого атома – водню. Він складається всього з двох частинок – ядра і одного електрона, причому в масштабах атома ядро можна вважати точковим. Взаємодія між ними описується добре вивченим електромагнітним потенціалом. У світі ядер таких простих систем немає. Навіть найпростіше ядро легкого […]...
- Правило Парето (закон Парето) Правило Парето (закон Парето, принцип Парето, правило 20/80) – експертно виведене правило, сформульоване економістом і соціологом Вільфредо Парето в кінці 19 століття. Суть закону і правила, сформульованого Парето полягає в тому, що за результат будь-якого процесу відповідає відносно невелика кількість причин, решта велика кількість причин впливають на результат з нескінченно малим значенням. Таким чином правило […]...
- Закон Фарадея + Правило Ленца = Зняття модуля Вище ми обіцяли зняти модуль в законі Фарадея (3.79). Правило Ленца дозволяє це зробити. Але спочатку нам потрібно буде домовитися про знак ЕРС індукції – адже без модуля, що стоїть в правій частині (3.79), величина ЕРС може виходити як позитивною, так і негативною. Перш за все, фіксується одне з двох можливих напрямків обходу контуру. Цей […]...
- Чим відрізняється вага від сили тяжіння? Через те що вага покоїться відносно Землі тіла дорівнює силі тяжіння, ці дві сили часто плутають. Але насправді це різні сили. Розглянемо, наприклад, лежить на столі книгу. Вага книги прикладений до столу (книга тисне на стіл), а сила тяжіння прикладена до самої книги (Земля притягує книгу). Таким чином, вага і сила тяжіння – це сили, […]...
- Твір “Золоте правило етикету” Це дуже просте правило. На перший погляд. Звичайно, не потрібно робити іншим так, як ти не хотів би сам “отримати”. Наприклад, не можна обманювати, якщо ти не хочеш, щоб тебе самого обдурили. Або можна дражнитися, а то людина з помсти і тебе стане дражнити. При нагоді! Але мені не зовсім зрозуміло. Адже якщо я не […]...
- Важіль в фізиці Прості механізми: важіль: Один із стародавніх мислителів (Архімед) обіцяв перевернути цілу Землю, якщо йому дати важіль потрібної довжини. Так що інструмент цілком заслуговує на увагу, поваги і застосування в практиці. Важіль – це тверде тіло на опорі. Опора знаходиться під важелем, дозволяючи спертися на неї. Так важіль ділиться на дві частини, завдяки цій опорі. Одна […]...
- Ядерні сили: визначення Оскільки протони в ядрі мають однаковий позитивний заряд, вони відштовхуються. Для того щоб утримати їх разом, повинні існувати сили, набагато перевищують сили електричного та гравітаційного взаємодії. Ці сили називаються ядерними силами. Вони в 100 разів перевершують електричні (кулонівських) сил. Це найпотужніші сили з усіх, якими володіє природа. Тому взаємодія ядерних частинок відносять до сильних взаємодій […]...
- Робота сили пружності У повсякденному житті часто доводиться зустрічатися з таким поняттям як робота. Що це слово означає в фізиці і як визначити роботу сили пружності? Відповіді на ці питання ви дізнаєтеся у статті. Механічна робота Робота – це скалярна алгебраїчна величина, яка характеризує зв’язок між силою і переміщенням. При збігу напрямки цих двох змінних вона обчислюється за […]...
- Важіль першого роду Відносно рухового апарату людини важіль першого роду називається ще”важелем рівноваги”. Таким рівновагою відрізняється положення всіх вищерозміщених ланок тіла по відношенню до нижчого рівня (наприклад, голови по відношенню до хребетного стовпа, таза по відношенню до стегна). У першому прикладі основними силами, які сприяють нахилу голови вперед, є сила тяжіння і сила м’язової, а також зв’язкової тяги. […]...
- Множення шляху і сили При використанні найпростіших механізмів відбувається виграш у силі, майже рівний програшу в дорозі. На прикладі важеля видно, що рівновага досягається, коли твір сили і довжини плеча з одного боку дорівнює добутку сили і довжини плеча з іншого боку. При цьому самі сили і довжини плечей можуть бути якими завгодно, головне, щоб їхні твори були рівними. […]...
- Умови рівноваги – фізика Існує дві основні умови рівноваги тіл: 1. Виходячи з відомого нам II закону Ньютона, щоб тіло залишалося нерухомим, сумарна (рівнодіюча) сила повинна дорівнювати нулю. Тобто, щоб визначити умову, за якої тіло буде знаходитися в рівновазі, суму проекцій сил на будь-яку вісь, слід прирівняти до нуля: 2. Друга умова стосується моментів сил: Щоб тіло знаходилося в […]...
- Сили пружності Зміни форми і розмірів тіла називають деформаціями. Деформація – результат руху частин тіла відносно один одного. Деформації можуть бути викликані дією на тіло зовнішніх сил. Розрізняють деформації розтягування (стиснення), вигину, зсуву, кручення. Деформації, повністю зникають після припинення дії на тіло сил, називають пружними, а деформації, що зберігаються і після того, як зовнішні сили перестали діяти […]...
- Електромагнітні сили Електромагнітні сили є найбільш поширеними в природному середовищі. Завдяки їм ми можемо бачити один одного, оскільки світло також є проявом електромагнітної взаємодії. Дії електромагнітних сил підкоряються фундаментальним законам взаємодії заряджених частинок і тіл. Електромагнітні сили виникають між елементарними частинками, які мають електричний заряд. Електромагнітна взаємодія виникає і реалізується тільки за допомогою електромагнітного поля. Електромагнітні сили, […]...
- Одиниці сили: Ньютон Всі ми звикли в житті вживати слово сила в порівняльній характеристиці, кажучи чоловіки сильніше жінок, трактор сильніше автомобіля, лев сильніше антилопи. Сила у фізиці визначається як міра зміни швидкості тіла, яке відбувається при взаємодії тел. Якщо сила є мірою, і ми можемо порівнювати додаток різної сили, значить, це фізична величина, яку можна виміряти. У яких […]...
- Сили тертя Перші дослідження тертя, про які ми знаємо, були проведені Леонардо да Вінчі приблизно 500 років тому. Він вимірював силу тертя, діючу на дерев’яні паралелепіпеди, що ковзають по дошці, причому, ставлячи бруски на різні грані, визначав залежність сили тертя від площі опори. Але роботи Леонардо да Вінчі стали відомі вже після того, як класичні закони тертя […]...
- Сили пружності і тертя Сили пружності і тертя, на відміну від гравітаційних сил, з’являються тільки при зіткненні тіл. Сили пружності є наслідком деформації, що виникає при контакті тіл (див. §8). На олівець, що лежить на столі, діє сила тяжіння, проте, він залишається нерухомим, і значить, на нього діє сила пружності трохи деформованого їм столу, спрямована вертикально вгору і рівна […]...
- Урівноважуючі сили Про спокої тіла і про рух за інерцією. Якщо на тіло діє тільки одна сила, то воно обов’язково отримує прискорення. Але якщо на тіло діє не одна, а дві чи більше число сил, то іноді може виявитися, що тіло прискорення не отримає, т. Е. Або залишиться в спокої, або буде рухатися рівномірно і прямолінійно. У […]...
- Обертальний рух твердого тіла Обертальний рух представляє одне з найбільш загальних і вражаючих властивостей Всесвіту. Планети і їх супутники, зірки, що обертаються навколо своїх осей, планети, що обертаються навколо Сонця, обертаються подвійні зірки, зірки і їх супутники, що обертаються навколо центрів своїх галактик, багато галактики входять до складу обертових вихрових скупчень (рис. 4.1). У простіших випадках це смерчі (рис. […]...
- Шестерні Обертові зубчасті колеса з їх зачіпляються один за одного зубцями зіграли вирішальну роль в історії техніки. Зубчасті механізми важливі не тільки для збільшення обертає сили (крутного моменту), але також корисні для зміни швидкості обертання і повороту її осі. Одна з найстаріших машин – гончарний круг. Примітивні передачі, що застосовувалися в подібних колесах, ймовірно, існували протягом […]...
- Сила – вектор. Еталон сили Спостерігаючи прискорення, одержувані яким-небудь тілом під дією різних сил, ми помітимо, що прискорення можуть виявитися різними як за величиною, так і за напрямком. Значить, сили можна розрізняти за величиною і за напрямком: сила є векторна величина. Для вимірювання величини сили необхідно, по-перше, вибрати еталон сили і, по-друге, встановити спосіб порівняння інших сил з еталоном, т. […]...
- Робота сили пружності і потенційна енергія Так як вже було сказано, що потенційна енергія визначає взаємне положення частин тіл в просторі, то можна зробити висновок: якщо під час розтягування пружини відбувається зміна взаємного положення її частин, то відбувається зміна потенційної енергії. Тому має місце говорити про потенційної енергії пружно деформованого тіла. Ця величина залежить від роду речовини, з якого виготовлена пружина, […]...
- Механічна робота і потужність сили Закон збереження енергії – фундаментальний закон природи, дозволяє описувати більшість відбуваються явищ. Опис руху тіл також можливо за допомогою таких понять динаміки, як робота і енергія. Згадайте, що таке робота і потужність у фізиці. Чи збігаються ці поняття з побутовими уявленнями про них? Чи здійснює вчитель фізики механічну роботу під час уроку? Якщо так, то […]...
- Сили пружності. Закон Гука Саме існування рідких і твердих тіл свідчить про наявність сил взаємодії між молекулами. Ці сили визначаються електромагнітними взаємодіями між рухомими зарядженими частинками, з яких складаються атоми і молекули (електронами і ядрами). Теоретичний розрахунок цих сил надзвичайно складний, і в загальному вигляді ця задача не вирішена до теперішнього часу. Однак, можна стверджувати, що ці сили можуть […]...
- Рух тіла під дією сили тяжіння Якщо на тіло діє тільки сила тяжіння, то тіло здійснює вільне падіння. Вид траєкторії руху залежить від напрямку і модуля початкової швидкості. При цьому можливі наступні випадки руху тіла: Якщо початкова швидкість тіла дорівнює нулю або паралельна силі тяжіння, тіло здійснює прямолінійне вільне падіння; Якщо початкова швидкість тіла спрямована під кутом до сили тяжіння, то […]...
- Рух тіла під дією сили тяжіння – коротко Розглянемо найпростішу балістичну задачу: рух тіла, якому повідомили початкову швидкість, спрямовану під кутом а до горизонту. Це може бути, наприклад, рух ядра, випущеного з гармати. Для спрощення завдання не будемо враховувати опір повітря. У такому випадку тіло буде рухатися під дією тільки сили тяжіння. Оскільки дальність польоту тіла невелика в порівнянні з розмірами земної кулі […]...
- Гравітаційні сили. Закон всесвітнього тяжіння Всі тіла в природі взаємно притягуються один до одного. Вперше Ньютон довів, що причина, що викликає падіння каменя на Землю, рух Місяця навколо Землі і планет навколо Сонця, одна і та ж – це сила всесвітнього тяжіння (гравітаційна сила), що діє між будь-якими тілами Всесвіту. Гравітаційні сили – це сили центральні, т. Е. Вони спрямовані […]...
- Міжмолекулярні сили Відстань між молекулами і діють між ними сили визначають властивості газоподібних, рідких і твердих тіл. Ми звикли до того, що рідина можна перелити з однієї судини в іншій, а газ швидко заповнює весь наданий йому об’єм. Вода може текти тільки уздовж русла річки, а повітря над нею не знає меж. Якби газ не прагнув зайняти […]...