Moment sa puwersa (torque)

Materyal sa Moment of Force (Torque)

Mga Armas sa Estilo
Hunahunaa ang usa ka nagtuyok nga butang, sama sa pultahan. Kung ang pultahan ablihan o sirado, kini motuyok. Ang bisagra nga nagkonektar sa pultahan sa dingding nagsilbing axis sa pagtuyok.
Hulagway sa pultahan nga makita gikan sa ibabaw. Hunahunaa ang usa ka pananglitan diin ang usa ka pultahan giduso gamit ang duha ka pwersa, diin ang duha ka pwersa adunay parehas nga gidak-on ug direksyon; ang direksyon sa pwersa patindog sa pultahan.
Sa sinugdanan, ang pultahan giduso gamit ang puwersa nga F₁ nga naa sa layo nga r₁ gikan sa axis sa pagtuyok. Pagkahuman niana ang pultahan giduso gamit ang puwersa nga F₂ nga naa sa layo nga r₂ gikan sa axis sa rotation. Bisan pa man nga ang gidak-on ug direksyon sa puwersa nga F1 parehas sa F₂, puwersa F₂ hinungdan nga ang pultahan motuyok nga mas paspas kay sa puwersa nga F₁Sa ato pa, ang puwersa nga F₂ hinungdan sa mas dako nga angular acceleration kay sa puwersa nga F₁Mahimo nimo kining pamatud-an.
Ang gidak-on sa angular acceleration sa usa ka butang nga nagtuyok dili lamang naimpluwensyahan sa puwersa apan naimpluwensyahan usab sa distansya tali sa punto sa aksyon sa puwersa ug sa axis sa pagtuyok (r). Kung ang direksyon sa puwersa patindog sa nawong sa butang sama sa pananglitan sa ibabaw, ang bukton sa puwersa (l) katumbas sa distansya tali sa punto sa aksyon sa puwersa ug sa axis sa pagtuyok (r). Unsa man kung ang direksyon sa puwersa dili patindog sa nawong sa butang?
Ribyuha ang duha pa ka mga ehemplo sama sa gipakita sa hulagway sa ibabaw. Bisan kung parehas ang gidak-on sa mga pwersa nga F2 ug F3, lahi ang direksyon sa duha ka pwersa mao nga lahi ang mga bukton sa pwersa (l). Sa imahe c, ang direksyon sa linya sa aksyon sa puwersa motakdo sa axis sa pagtuyok aron ang bukton sa puwersa mahimong sero. Ang bukton sa puwersa mailhan pinaagi sa pagdrowing og linya gikan sa axis sa pagtuyok ngadto sa linya sa aksyon sa puwersa, diin ang linya gikan sa axis sa pagtuyok kinahanglan nga perpendikular o moporma og anggulo nga 90.^o uban sa linya sa aksyon sa puwersa.
Obserbahi imahe b aron mas masabtan nimo ang gigikanan sa mosunod nga pormula sa bukton sa kusog.
Impormasyon:
l = bukton sa puwersa, r = gilay-on sa punto sa aksyon sa puwersa gikan sa ehe sa pagtuyok
Ang Equation 1 gigamit sa pagkalkulo sa force arm.
Kon ang F kay perpendikular sa r nan ang anggulo nga naporma kay 90^o.
l = r sin 90^o = (r)(1)
l = r
Kon ang F motakdo sa r nan ang anggulo nga naporma kay 0^o.
l = r sin 0^o = (r)(0)
siya = 0

Moment sa Kusog o Torque
Dakong higayon sa puwersa
Sa matematika, ang gidak-on sa moment of force resulta sa pagpadaghan sa gidak-on sa force (F) sa bukton sa force (l).
Ang Equation 2 gigamit aron makalkulo ang gidak-on sa moment of force.
Ang internasyonal nga yunit sa torque mao ang Newton meter, nga gipamubo isip N.m. Ang internasyonal nga yunit sa torque parehas sa trabaho ug enerhiya, apan ang torque dili enerhiya, busa ang yunit niini dili kinahanglan nga ilisan sa Joule unit. Ang mga pisiko kanunay nga naggamit sa termino nga Torque, samtang ang mga inhenyero kanunay nga naggamit sa termino nga moment of force.

Direksyon sa moment sa puwersa
Ang moment of force usa ka vector quantity, busa, gawas sa gidak-on niini, aduna usab kini direksyon. Ang direksyon sa moment of force dali ra matino gamit ang right-hand rule. I-rotate ang upat ka tudlo sa imong tuo nga kamot, nga ipadayon nga tul-id ang imong tuo nga kumagko. Ang direksyon sa pagtuyok sa upat ka tudlo mao ang direksyon sa pagtuyok, samtang ang direksyon nga gitudlo sa kumagko mao ang direksyon sa moment of force.
Kon ang direksyon sa moment of force pataas (subay sa positibong y-axis) o sa tuo (subay sa positibong x-axis), nan ang moment of force o torque positibo. Sa laing bahin, kon ang direksyon sa moment of force paubos (subay sa y-axis) o sa wala (subay sa x-axis), nan ang moment of force negatibo.
Sa ato pa, kon ang pagtuyok sa butang pa-clockwise, ang moment of force negatibo. Sa laing bahin, kon ang pagtuyok sa butang pa-counterclockwise, ang moment of force positibo.

Ehemplo sa mga problema

1. Lima ka pwersa ang molihok sa usa ka kwadro nga adunay mga kilid nga 10 cm sama sa gipakita sa mosunod nga hulagway. Ang resultant moment sa mga pwersa nga adunay axis sa punto sa intersection sa mga diagonal sa kwadro mao ang…

Panaghisgot

Nailhan kini:

Gitas-on sa diagonal = 5√2 cm = (5)(1,4) cm = 7 cm = 0,07 m

Sala 45^o = 0,5√2 = (0,5)(1,4) = 0,7

Nangutana: Ang resulta nga torque

Tubag:

Torque 1:

τ₁ = (10 N)(0,07 m)(sin 45^o) = (10 N)(0,07 m)(0,7) = 0,49 Nm

Ang torque 1 hinungdan sa pagtuyok sa kwadro nga pakaliwa, busa pinaagi sa kombensiyon kini gihatagan og positibo nga timaan.

Torque 2:

τ₂ = (4 N)(0,07 m)(sin 45^o) = (4 N)(0,07 m)(0,7) = 0,196 Nm

Ang torque 2 hinungdan sa pagtuyok sa kwadro nga pakaliwa, busa pinaagi sa kombensiyon kini gihatagan og positibo nga timaan.

Torque 3:

τ₃ = (10 N)(0,07 m)(sin 45^o) = (10 N)(0,07 m)(0,7) = 0,49 Nm

Ang torque 3 hinungdan sa pagtuyok sa kwadro nga pakaliwa, busa pinaagi sa kombensiyon kini gihatagan og positibo nga timaan.

Torque 4:

τ₄ = (5√2 N)(0,07 m)(sin 90^o) = (7 N)(0,07 m)(1) = 0,49 Nm

Ang torque 4 hinungdan sa pagtuyok sa kwadro nga pakaliwa, busa pinaagi sa kombensiyon kini gihatagan og positibo nga timaan.

Torque 5:

τ₅ = (9 N)(0,07 m)(sin 45^o) = (9 N)(0,07 m)(0,7) = -0,44 Nm

Ang torque 5 maoy hinungdan sa pagtuyok sa kwadro pakanan, busa pinaagi sa kombensiyon kini gihatagan og negatibo nga timaan.

Ang resulta nga torque:

τ = 0,49 + 0,196 + 0,49 + 0,49 – 0,44 = 1,47 + 0,196 – 0,44 = 1,666 – 0,44 = 1,226 Nm