Definisjon av dreiemoment i fysikk

En kraftendrende rotasjonsbevegelse av en kropp

Ferrous Büller/Flickr/CC BY-SA 2.0

Dreiemoment (også kjent som moment, eller kraftmoment) er tendensen til en makt å forårsake eller endre rotasjonsbevegelse av en kropp. Det er en vri eller dreiekraft på en gjenstand. Dreiemoment beregnes ved å multiplisere kraft og avstand. Det er en vektor mengde, noe som betyr at den har både en retning og en størrelse. Enten vinkelhastigheten for treghetsmoment av et objekt er i endring, eller begge deler.

Enheter for dreiemoment

Det internasjonale systemet for måleenheter ( SI-enheter ) brukt for dreiemoment er newton-meter eller N*m. Selv om newton-meter er lik Joules , siden dreiemoment ikke er arbeid eller energi, så alle målinger skal uttrykkes i newton-meter. Dreiemoment er representert med den greske bokstaven tau: t i beregninger. Når det kalles kraftmomentet, er det representert ved M . I keiserlige enheter kan du se pund-kraft-fot (lb⋅ft) som kan forkortes til pund-fot, med 'kraft' underforstått.

Hvordan dreiemoment fungerer

Størrelsen på dreiemomentet avhenger av hvor mye kraft som påføres, lengden på armen som forbinder aksen til punktet hvor kraften påføres, og vinkelen mellom kraftvektoren og armen.

Avstanden er momentarmen, ofte betegnet med r. Det er en vektor som peker fra rotasjonsaksen til der kraften virker. For å produsere mer dreiemoment, må du bruke kraft lenger fra dreiepunktet eller bruke mer kraft. Som Arkimedes sa, gitt et sted å stå med en lang nok spak, kunne han flytte verden. Hvis du skyver på en dør i nærheten av hengslene, må du bruke mer kraft for å åpne den enn hvis du dyttet på den ved dørhåndtaket to meter lenger fra hengslene.

Hvis kraftvektoren Jeg = 0° eller 180° vil kraften ikke forårsake noen rotasjon på aksen. Det vil enten være å skyve bort fra rotasjonsaksen fordi den er i samme retning eller skyve mot rotasjonsaksen. Verdien av dreiemoment for disse to tilfellene er null.

De mest effektive kraftvektorene for å produsere dreiemoment er Jeg = 90° eller -90°, som er vinkelrett på posisjonsvektoren. Det vil gjøre mest for å øke rotasjonen.

Høyrehåndsregelen for dreiemoment

En vanskelig del av å jobbe med dreiemoment er at det er det regnet ut bruker en vektor produkt . Dreiemomentet er i retning av vinkelhastigheten som vil bli produsert av det, så endringen i vinkelhastighet er i retning av dreiemomentet. Bruk høyre hånd og krøll fingrene på hånden i rotasjonsretningen forårsaket av kraften, så vil tommelen peke i retning av dreiemomentvektoren.

Netto dreiemoment

I den virkelige verden ser du ofte mer enn én kraft som virker på en gjenstand for å forårsake dreiemoment. Netto dreiemoment er summen av de enkelte dreiemomentene. I rotasjonslikevekt er det ikke noe netto dreiemoment på objektet. Det kan være individuelle dreiemomenter, men de summerer seg til null og opphever hverandre.

Kilder og videre lesning

• Giancoli, Douglas C. 'Fysikk: Prinsipper med anvendelser,' 7. utg. Boston: Pearson, 2016.
• Walker, Jearl, David Halliday og Robert Resnick. 'Fundamentals of Physics,' 10. utg. London: John Wiley and Sons, 2014.