La coppia (nota anche come momento o momento della forza) è la tendenza di a vigore per causare o modificare il moto rotazionale di un corpo. È una forza di rotazione o di rotazione su un oggetto. La coppia viene calcolata moltiplicando la forza e la distanza. È un vettore quantità, nel senso che ha sia una direzione che una grandezza. O la velocità angolare per il momento d'inerzia di un oggetto sta cambiando, o entrambi.
Unità di coppia
Il sistema internazionale di unità di misura (Unità SI) utilizzato per la coppia è Newton-metri o N * m. Anche se i Newton-meter sono uguali a Joules, poiché la coppia non è lavoro o energia, quindi tutte le misurazioni devono essere espresse in newtonm. La coppia è rappresentata dalla lettera greca tau: τ nei calcoli. Quando viene chiamato il momento della forza, è rappresentato da M. Nelle unità imperiali, puoi vedere i piedi della libbra-forza (lb⋅ft) che potrebbero essere abbreviati come libbra-piede, con la "forza" implicita.
Come funziona la coppia
L'entità della coppia dipende da quanta forza viene applicata, dalla lunghezza del braccio della leva che si collega l'asse al punto in cui viene applicata la forza e l'angolo tra il vettore della forza e la leva braccio.
La distanza è il braccio del momento, spesso indicato da r. È un vettore che punta dall'asse di rotazione a dove agisce la forza. Per produrre una coppia maggiore, è necessario applicare una forza maggiore dal punto di articolazione o applicare una forza maggiore. Come disse Archimede, dato un posto dove stare con una leva abbastanza lunga, poteva muovere il mondo. Se spingi su una porta vicino alle cerniere, devi usare più forza per aprirla che se la spingessi sulla maniglia della porta due piedi più lontano dalle cerniere.
Se il vettore di forza θ = 0 ° o 180 ° la forza non provoca alcuna rotazione sull'asse. O si sposterebbe lontano dall'asse di rotazione perché è nella stessa direzione o spingendo verso l'asse di rotazione. Il valore della coppia per questi due casi è zero.
I vettori di forza più efficaci per produrre la coppia sono θ = 90 ° o -90 °, perpendicolari al vettore di posizione. Farà il massimo per aumentare la rotazione.
La regola della mano destra per la coppia
Una parte difficile del lavoro con la coppia è che lo è calcolato usare un prodotto vettoriale. La coppia è nella direzione della velocità angolare che sarebbe prodotta da essa, quindi la variazione della velocità angolare è nella direzione della coppia. Usa la mano destra e arriccia le dita della mano nella direzione di rotazione causata dalla forza e il pollice punterà nella direzione del vettore della coppia.
Coppia netta
Nel mondo reale, spesso vedi più di una forza che agisce su un oggetto per causare la coppia. La coppia netta è la somma delle singole coppie. Nell'equilibrio di rotazione, non esiste una coppia netta sull'oggetto. Possono esserci coppie individuali, ma si sommano a zero e si annullano a vicenda.
Fonti e ulteriori letture
- Giancoli, Douglas C. "Fisica: principi con applicazioni", 7a ed. Boston: Pearson, 2016.
- Walker, Jearl, David Halliday e Robert Resnick. "Fondamenti di fisica", decimo ed. Londra: John Wiley and Sons, 2014.