Mô-men lực
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| torque/tɔːk/ | mô-men lực |
| lever arm/ˈliːvə ɑːm/ | cánh tay đòn |
| vector product/ˈvektə ˈprɒdʌkt/ | tích có hướng |
| net torque/net tɔːk/ | mô-men lực tổng hợp |
Tại sao cái cờ lê dài chiến thắng cái ngắn
- Một ốc vít bị kẹt sẽ không nhích được với cái cờ lê ngắn, nhưng cái dài nới nó ra dễ dàng.
- Cùng một lực từ tay bạn -- nhưng kết quả hoàn toàn khác.
- Sự khác biệt nằm ở nơi và cách bạn đẩy so với điểm tựa.
- Hiệu ứng xoắn này có tên và công thức riêng.
Momen lực là một lực xoắn
- Momen lực đo lường mức độ mạnh mà một lực làm quay một vật quanh trục:
- $r$ là khoảng cách từ trục, $\theta$ là góc giữa lực và đường thẳng đó.
- Khoảng cách lớn hơn, hoặc đẩy vuông góc hơn, có nghĩa là lực xoắn lớn hơn.
Một $20\ \text{N}$ lực đẩy vuông góc với tay wrench $0.25\ \text{m}$ từ bu lông. Mô-men lực thu được là bao nhiêu (N·m)?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$\tau = rF\sin 90^\circ = 0.25 \times 20 \times 1 = 5\ \text{N}\cdot\text{m}$.
Cùng một $20\ \text{N}$ tại $0.25\ \text{m}$ giờ tác dụng tại $30^\circ$ lên tay wrench. Mô-men lực (N·m) là bao nhiêu?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$\tau = rF\sin 30^\circ = 0.25 \times 20 \times 0.5 = 2.5\ \text{N}\cdot\text{m}$ -- chỉ phần vuông góc mới được tính.
Tựa lực
- Tựa lực là khoảng cách vuông góc từ trục đến đường tác dụng của lực.
- Momen lực bằng lực nhân với tựa lực -- tựa lực càng dài càng tốt.
- Đó chính là lý do tại sao cái cờ lê dài hoạt động và đẩy gần bản lề thì không.
Khoảng cách vuông góc từ trục đến đường tác dụng của lực gọi là cánh tay đòn ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Mô-men lực = lực × cánh tay đòn; cánh tay đòn càng dài thì mô-men lực càng lớn.
Momen lực như một vector
- Chi tiết hơn, momen lực là tích vector $\vec{\tau} = \vec{r}\times\vec{F}$.
- Hướng của nó nằm dọc theo trục, tìm thấy bằng quy tắc bàn tay phải.
- Độ lớn vẫn là $rF\sin\theta$.
Mô-men lực và nguyên lý mô-men
Mô-men lực bằng lực nhân khoảng cách từ bản lề. Cân bằng các hiệu ứng quay ở hai bên.
Chọn tất cả các phát biểu đúng về mô-men lực.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Hai phát biểu đầu tiên định nghĩa mô-men lực. Lực dọc theo bán kính tạo ra mô-men lực bằng không, không phải cực đại.
Momen lực tổng hợp
- Momen lực tổng hợp quanh một trục là tổng của tất cả các momen lực tác dụng lên vật.
- Các momen lực ngược chiều kim đồng hồ và cùng chiều kim đồng hồ mang dấu相反的.
- Một lực đẩy xa trục và vuông góc với $r$ sẽ tạo ra momen lực lớn nhất.
Một lực đẩy thẳng về phía trục sẽ tạo ra...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Với $\theta = 0$, $\sin 0 = 0$, nên mô-men lực bằng không -- đẩy dọc theo bán kính không thể làm nó quay.
Để nhận được mô-men lực lớn nhất từ một lực cố định, hãy tác dụng lực đó...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Mô-men $rF\sin\theta$ lớn nhất đối với $r$ và $\theta = 90^\circ$ lớn -- xa ra ngoài và vuông góc.
Bạn đẩy một cánh cửa với $10\ \text{N}$ tại tay nắm, $0.8\ \text{m}$ từ bản lề, vuông góc với cánh cửa.
- Momen lực: $\tau = rF\sin 90^\circ = 0.8 \times 10 \times 1 = 8\ \text{N}\cdot\text{m}$.
- Đẩy tại $30^\circ$ thay vào đó và nó giảm xuống còn $0.8 \times 10 \times 0.5 = 4\ \text{N}\cdot\text{m}$.
Chỉ thành phần vuông góc của lực mới tạo ra momen lực. Một lực đẩy thẳng về phía trục ($\theta = 0$) tạo ra $\sin 0 = 0$ -- momen lực bằng không, bất kể bạn đẩy bao nhiêu. Đẩy dọc theo bán kính sẽ không giúp vật quay.
Momen lực $\tau = rF\sin\theta$ (hoặc tích vector $\vec{r}\times\vec{F}$) đo lường hiệu ứng quay của một lực. Nó bằng lực nhân với tựa lực (khoảng cách vuông góc đến trục). Momen lực tổng hợp cộng tất cả các momen lực -- hãy đẩy xa ra và vuông góc để có lực xoắn tối đa.