Torzný okamih

Vysvetľujeme, aký je čas torzie, jeho charakteristiky, vzorce, jednotky, aplikácie a cvičenia na vyriešenie

Aký je čas torzie?

On Torzný okamih, krútiaci moment alebo moment sily je schopnosť sily spôsobiť zákrutu. Etymologicky sa nazýva krútiaci moment ako odvodenie anglického slova Moment, z latinčiny Krútiaci moment (Twist).

Čas torzie (vzhľadom na určitý bod) je fyzikálna veľkosť, ktorá je výsledkom vykonávania vektorového produktu medzi pozičnými vektormi bodu, v ktorom je sila aplikovaná a sila uloženej sily (v uvedenom poradí). Tento okamih závisí od troch hlavných prvkov.

Prvým z týchto prvkov je veľkosť aplikovanej sily, druhá je vzdialenosť medzi bodom, v ktorom sa používa, a bodom vzhľadom na to, že sa otáča telom (tiež nazývané rameno páky) a tretím prvkom je uhol spútaná sila.

Väčšia sila, je spôsobená väčšia zákruta. To isté platí pre rameno páky: čím väčšia je vzdialenosť medzi bodom, v ktorom sa sila a bod aplikuje vzhľadom na to, čo sa vyrába otočením, tým väčšie to bude.

Logicky je čas torzie osobitný záujem o stavebníctvo a priemysel, a je prítomný v nespočetných domácich aplikáciách, napríklad keď je orech stlačený anglickým kľúčom.

Vzorce

Matematické vyjadrenie momentu torzie sily vzhľadom na bod alebo je dané: m = r x f

V tomto výraze r je vektor, ktorý spája bod o s bodom P použitia sily a F je vektor aplikovanej sily.

Jednotky merania tohto okamihu sú n ∙ m, ktoré sú však rovnocenné s júlom (j), majú iný význam a nemali by byť zmätené.

Preto modul momentu krútiaceho momentu má hodnotu danú nasledujúcim výrazom:

M = r ∙ f ∙ sen α

V tejto expresii je a je uhol medzi vektorom pevnosti a vektorom R alebo rukou páky. Čas torzie sa považuje za pozitívny, ak sa telo točí v opačnom smere ako ihly s hodinami; Naopak, je to negatívne, keď sa zmení v harmonograme.

Jednotky

Merná jednotka torzie je produktom jednotky sily jednotky vzdialenosti. Konkrétne v medzinárodnom systéme jednotiek sa používa Newton Metro, ktorého symbolom je n • m.

Na rozmerovej úrovni sa Newton Metro javí ako rovnocenný s júlom; V žiadnom prípade by sa však júl nemal použiť na vyjadrenie momentov. Júl je jednotka na meranie prác alebo energií, ktoré sa z koncepčného hľadiska veľmi líšia od torzných momentov.

Podobne moment torzie predstavuje vektorový znak, ktorý je prácou aj v mierke energie.

Charakteristika torzného momentu

Z pohľadu z toho vyplýva, že okamih objenia sily vzhľadom na bod predstavuje kapacitu sily alebo sady síl na úpravu rotácie uvedeného tela okolo osi, ktorá prechádza bodom.

Preto moment torzie generuje uhlové zrýchlenie na tele a je to veľkosť vektorového znaku (takže je definovaný z modulu, smeru a zmyslu), ktorý je prítomný v mechanizmoch, ktoré boli vystavené torzii alebo flexii.

Čas torzie bude neplatný, ak vektor pevnosti a vektor R majú rovnaký smer, pretože v takom prípade bude hodnota Sen α neplatná.

Výsledný krútiaci moment

Vzhľadom na určitý orgán, na ktorom pôsobia sériové sily, ak aplikované sily pôsobia v tej istej rovine, moment torzie, ktorý je výsledkom uplatňovania všetkých týchto síl; Je to súčet torzných momentov v dôsledku každej sily. Preto je splnené, že:

M_Tón = ∑ m = m₁ + M_{2 +} M₃ +..

Samozrejme je potrebné vziať do úvahy kritérium príznakov pre torzné momenty, ako je vysvetlené vyššie.

Žiadosti

Krútiaci moment je prítomný v aplikáciách, ako je každý deň, ako stláčanie matice s anglickým kľúčom alebo otvára alebo zatvára kohútik alebo dvere.

Vaše aplikácie však idú oveľa ďalej; Čas torzie sa nachádza aj v osiach strojového zariadenia alebo v dôsledku úsilia, ku ktorému sú lúče vystavené. Preto sú jeho aplikácie v priemysle a mechanici mnohé a rozmanité.

Vyriešené cvičenia

Nižšie je niekoľko cvičení na uľahčenie porozumenia vyššie uvedeného vysvetleného.

Cvičenie 1

Vzhľadom na nasledujúci obrázok, v ktorom sú vzdialenosti medzi bodom O a bodmi A a B 10 cm a 20 cm:

a) Vypočítajte hodnotu krútiaceho momentu vzhľadom na bod alebo ak sa v bode a použije sila 20 N.

b) Vypočítajte, aká by mala byť hodnota sily aplikovanej v B, aby sa dosiahla rovnaká doba torzie, ktorá bola získaná v predchádzajúcej časti.

Riešenie

Po prvé, mali by prejsť údaje pre medzinárodné systémové jednotky.

r_Do = 0,1 m

r_B = 0,2 m

a) Na výpočet momentu torzie používame nasledujúci vzorec:

M = r ∙ f ∙ sen α = 0,1 ∙ 20 ∙ 1 = 2 n ∙ m

b) Ak chcete určiť požadovanú silu, postupujte podobným spôsobom:

M = r ∙ f ∙ sen α = 0,2 ∙ f ∙ 1 = 2 n ∙ m

Vymazanie f je získané, že:

F = 10 n

Cvičenie 2

Žena vykonáva silu 20 N na konci anglického kľúča s dĺžkou 30 cm. Ak je uhol sily s kľúčom kľúča 30 °, aký je čas skrútenia v matici?

Riešenie

Použije sa a prevádzkuje nasledujúci vzorec:

M = r ∙ f ∙ sen α = 0,3 ∙ 20 ∙ 0,5 = 3 n ∙ m