Moment i fysik: definition och exempel

Vridmoment (även känt som moment eller kraftmoment) är en tendens tvinga att orsaka eller ändra rotationsrörelse av en kropp. Det är en vridande eller vridande kraft på ett föremål. Momentet beräknas genom att multiplicera kraft och avstånd. Det är en vektor kvantitet, vilket betyder att den har både en riktning och en storlek. Antingen vinkelhastigheten för ögonblick av tröghet för ett objekt förändras, eller båda.

Det internationella mätsystemet (SI-enheter) som används för vridmoment är Newton-meter eller N * m. Även om Newton-meter är lika med joule, eftersom vridmomentet inte är arbete eller energi så alla mätningar bör uttryckas i newton-meter. Momentet representeras av den grekiska bokstaven tau: τ i beräkningar. När det kallas kraftmomentet representeras det av M. I kejserliga enheter kan du se pund-kraft-fötter (lb⋅ft) som kan förkortas till pund-fot, med "kraften" underförstått.

Vridmomentets storlek beror på hur mycket kraft som används, längden på den hävarm som ansluts axeln till den punkt där kraften appliceras och vinkeln mellan kraftvektorn och spaken ärm.

Avståndet är ögonblickens arm, ofta betecknad med r. Det är en vektor som pekar från rotationsaxeln till var kraften verkar. För att producera mer vridmoment måste du tillämpa kraft längre från vridpunkten eller tillämpa mer kraft. Som Archimedes sa, med tanke på en plats att stå med en tillräckligt lång spak, kunde han röra världen. Om du trycker på en dörr nära gångjärnen måste du använda mer kraft för att öppna den än om du tryckte på den vid dörrhandtaget två meter längre från gångjärnen.

Om kraftvektorn θ = 0 ° eller 180 ° kraften orsakar inte rotation på axeln. Den skulle antingen skjuta bort från rotationsaxeln eftersom den är i samma riktning eller skjuter mot rotationsaxeln. Värdet på vridmomentet för dessa två fall är noll.

De mest effektiva kraftvektorerna för att producera vridmoment är θ = 90 ° eller -90 °, som är vinkelräta mot positionsvektorn. Det kommer att göra mest för att öka rotationen.

En svår del av att arbeta med vridmoment är att det är det beräknad använder en vektor produkt. Vridmomentet är i riktning mot vinkelhastigheten som skulle produceras av det, så förändringen i vinkelhastigheten är i vridmomentets riktning. Använd din högra hand och krulla fingrarna på din hand i rotationsriktningen orsakad av kraften och tummen pekar i vridmomentvektorns riktning.

I den verkliga världen ser man ofta mer än en kraft som verkar på ett föremål för att orsaka vridmoment. Nettomomentet är summan av de enskilda momenten. I rotationsjämvikt finns det inget nettomoment på föremålet. Det kan finnas enskilda vridmoment, men de lägger till noll och avbryter varandra.

• Giancoli, Douglas C. "Fysik: principer med tillämpningar," 7: e upplagan. Boston: Pearson, 2016.
• Walker, Jearl, David Halliday och Robert Resnick. "Fundamentals of Physics", 10: e upplagan. London: John Wiley och söner, 2014.