De vridmoment, moment eller moment av en kraft är förmågan hos en kraft att orsaka en sväng. Etymologiskt får det namnet vridmoment som en härledning av det engelska ordet vridmoment, från latin torquere (vrida).
Vridmomentet (med avseende på en given punkt) är den fysiska storleken som härrör från att göra vektorprodukten mellan positionsvektorerna för den punkt där kraften appliceras och den för den utövade kraften (i den angivna ordningen). Detta ögonblick beror på tre huvudelement.
Det första av dessa element är storleken på den applicerade kraften, den andra är avståndet mellan den punkt där den appliceras och den punkt i förhållande till vilken kroppen roterar (även kallad hävarm), och det tredje elementet är vinkeln av tillämpningen av nämnda kraft.
Ju större kraft, desto större snurr. Detsamma händer med hävarmen: ju större avståndet mellan den punkt där kraften appliceras och den punkt som den ger svängen till, desto större blir detta.
Naturligtvis är vridmomentet av särskilt intresse för konstruktion och industri, såväl som det finns i otaliga applikationer för hemmet, till exempel när en mutter dras åt med en skiftnyckel..
Artikelindex
Det matematiska uttrycket för vridmomentet för en kraft i förhållande till en punkt O ges av: M = r x F
I detta uttryck är r vektorn som förenar punkten O med punkten P för applicering av kraften, och F är vektorn för den applicerade kraften.
Momentets måttenheter är N ∙ m, som även om de är dimensionellt ekvivalenta med Joule (J), men har en annan betydelse och bör inte förväxlas.
Därför tar momentmodulen det värde som ges av följande uttryck:
M = r ∙ F ∙ sin α
I detta uttryck är α vinkeln mellan kraftvektorn och vektorn r eller hävarm. Momentet anses vara positivt om kroppen roterar moturs; tvärtom är det negativt när det roterar medurs.
Som redan nämnts härrör mätenheten av vridmomentet från produkten från en kraftenhet och en avståndsenhet. Specifikt använder det internationella systemet för enheter newtonmätaren vars symbol är N • m.
På en dimensionell nivå kan newtonmätaren verka ekvivalent med joule; emellertid bör juli inte användas i något fall för att uttrycka ögonblick. Joule är en enhet för mätning av verk eller energier som ur en begreppsmässig synvinkel skiljer sig mycket från vridmoment.
På samma sätt har torsionsmomentet en vektorkaraktär, vilket är både det skalära arbetet och energin.
Av vad som har setts följer att vridmomentet hos en kraft i förhållande till en punkt representerar kapaciteten hos en kraft eller en uppsättning krafter för att modifiera rotationen hos kroppen kring en axel som passerar genom punkten..
Därför genererar torsionsmomentet en vinkelacceleration på kroppen och är en storlek av ett vektortecken (så det definieras från en modul, en riktning och en känsla) som finns i de mekanismer som har utsatts för vridning eller böjning.
Vridmomentet kommer att vara noll om kraftvektorn och vektorn r har samma riktning, eftersom i så fall värdet på sin α är noll.
Med tanke på en viss kropp på vilken en serie krafter verkar, om de applicerade krafterna verkar i samma plan, vridmomentet som härrör från appliceringen av alla dessa krafter; är summan av vridmomenten som härrör från varje kraft. Därför är det sant att:
MT = ∑ M = M1 + Mtvå + M3 +...
Naturligtvis är det nödvändigt att ta hänsyn till teckenkriteriet för vridmoment, som förklarats ovan.
Momentet finns i applikationer lika vardagligt som att dra åt en mutter med en skiftnyckel, eller öppna eller stänga en kran eller en dörr.
Men dess applikationer går mycket längre; vridmomentet finns också i maskinens axlar eller i resultatet av de ansträngningar som balkarna utsätts för. Därför är dess tillämpningar inom industri och mekanik många och varierade..
Nedan följer ett par övningar för att underlätta förståelsen av ovanstående.
Med tanke på följande figur där avstånden mellan punkt O och punkterna A och B är 10 cm respektive 20 cm:
a) Beräkna värdet på momentets modul i förhållande till punkt O om en kraft på 20 N appliceras vid punkt A.
b) Beräkna vad som måste vara värdet av den kraft som appliceras i B för att uppnå samma vridmoment som erhållits i föregående avsnitt.
För det första är det bekvämt att överföra data till enheter i det internationella systemet.
rTILL = 0,1 m
rB = 0,2 m
a) För att beräkna momentmodulen använder vi följande formel:
M = r ∙ F ∙ sin α = 0,1 ∙ 20 ∙ 1 = 2 N ∙ m
b) För att bestämma den begärda styrkan, fortsätt på ett liknande sätt:
M = r ∙ F ∙ sin α = 0,2 ∙ F ∙ 1 = 2 N ∙ m
Lösning för F erhålls att:
F = 10 N.
En kvinna utövar en kraft på 20 N på änden av en 30 cm lång skiftnyckel. Om kraftens vinkel med skiftnyckelhandtaget är 30 °, vad är vridmomentet på muttern??
Följande formel tillämpas och operationen utförs:
M = r ∙ F ∙ sin α = 0,3 ∙ 20 ∙ 0,5 = 3 N ∙ m
Ingen har kommenterat den här artikeln än.