Сила срещу въртящ момент
Сила и въртящ момент са две много важни концепции, обсъждани във физиката. И двете концепции играят важна роля в области като механиката, инженерството и почти всички области на физиката. В тази статия ще обсъдим какво е сила, какво е въртящ момент и дефинициите за сила и въртящ момент и накрая ще сравним и двете и ще обсъдим разликата между сила и въртящ момент.
Какво е сила?
Силата е много важно понятие във всички форми на физиката. В най-основния смисъл има четири основни сили. Това са гравитационна сила, електромагнитна сила, слаба сила и силна сила. Те са известни също като взаимодействия и са безконтактни сили. Ежедневните сили, които използваме, когато бутаме предмет или извършваме всякакъв вид работа, са контактни сили. Трябва да се отбележи, че силите винаги действат по двойки. Силата от обект A върху обект B е равна и противоположна на силата от обект B върху обект A. Това е известно като третия закон за движението на Нютон.
Общото тълкуване на силата е „способността да се върши работа“. Трябва да се отбележи, че за извършване на работа е необходима сила, но не е задължително всяка сила да върши работа. За да се приложи сила, е необходимо количество енергия. След това тази енергия се прехвърля към обекта, върху който е действала силата. Тази сила работи върху втория обект. В този смисъл силата е метод за пренос на енергия.
Какво е въртящ момент?
Въртящият момент се изпитва при прости ежедневни дейности като завъртане на дръжка на врата, завинтване на болт, завъртане на волана, каране на велосипед или дори завъртане на главата. Трябва да се отбележи, че във всяко едно от тези движения има кръгово или ротационно движение. Може да се покаже, че при всяко движение, при което възниква промяна в ъгловия импулс, винаги има въртящ момент, действащ върху обекта. Въртящият момент се генерира от двойка сили, които са подобни по големина, противоположни по посока и успоредни една на друга. Тези две сили са разделени от крайно разстояние.
Във физиката терминът момент също има същото значение като въртящ момент. Въртящият момент се определя като тенденцията на силата да завърти обект около оста, опорна точка или шарнир. Въртящ момент може също да бъде осигурен с помощта на единична сила, действаща на разстояние "r" от оста на въртене. Въртящият момент на такава система е равен на кръстосаното произведение на приложената сила и r. Въртящият момент се определя математически като скоростта на промяна на ъгловия момент на даден обект. Може ясно да се види, че това е съвместимо с връзката сила – линеен импулс при линейни движения. Въртящият момент също е равен на произведението на инерционния момент и ъгловото ускорение. Въртящият момент е вектор с посока, определена от кръстосаното произведение на сила и разстояние. Тя е перпендикулярна на равнината на въртене.
Каква е разликата между сила и въртящ момент?
• Една сила може да действа само като сила или като въртящ момент.
• Въртящият момент е противоположното на силата при ъглово движение.
• Въртящият момент се измерва в нютон метри, докато силата се измерва в нютони.
• Сила може да присъства без въртящ момент, но въртящ момент не може да присъства без сила по дефиниция.
