Indar-momentua (momentua)

Indar-momentua (Momentua) Materiala

Estilo besoak
Demagun biraka ari den objektu bat, ate bat adibidez. Atea ireki edo ixten denean, biratzen da. Atea hormari lotzen dion bisagrak biraketa-ardatz gisa jokatzen du.
Goitik ikusitako atearen irudia. Demagun adibide bat non ate bat bi indarrekin bultzatzen den, non bi indarrek magnitude eta norabide bera duten; indarraren norabidea atearekiko perpendikularra da.
Hasieran, atea F indarrez bultzatzen da.₁ r distantziara dagoena₁ biraketa-ardatzetik. Ondoren, atea F indarrez bultzatzen da₂ r distantziara dagoena₂ biraketa-ardatzetik. F1 indarraren magnitudea eta norabidea F-ren berdinak diren arren₂, F indarra₂ atea F indarra baino azkarrago biratzen du₁Beste era batera esanda, F indarra₂ F indarrak baino azelerazio angeluar handiagoa eragiten du₁Hau frogatu dezakezu.
Biraketan dagoen objektu baten azelerazio angeluarraren magnitudean ez dago indarrak bakarrik eragiten, baita indarraren ekintza-puntuaren eta biraketa-ardatzaren (r) arteko distantziak ere. Indarraren norabidea objektuaren gainazalarekiko perpendikularra bada, goiko adibidean bezala, indarraren besoa (l) indarraren ekintza-puntuaren eta biraketa-ardatzaren (r) arteko distantziaren berdina da. Zer gertatzen da indarraren norabidea ez bada objektuaren gainazalarekiko perpendikularra?
Berrikusi goiko irudian agertzen diren beste bi adibide. F2 eta F3 indarren magnitudeak berdinak diren arren, bi indarren norabideak desberdinak dira, beraz, (l) indarraren besoak desberdinak dira. c irudia, indarraren ekintza-lerroaren norabidea biraketa-ardatzarekin bat dator, beraz, indarraren besoa zero da. Indar-besoa ezagutzen da biraketa-ardatzetik indarraren ekintza-lerroraino doan lerro bat marraztuz, non biraketa-ardatzetik datorren lerroa perpendikularra izan behar den edo 90°-ko angelua osatu behar den.^o indarraren ekintza-lerroarekin.
Behatu b irudia ondorengo indar-besoaren formularen deribazioa hobeto uler dezazun.
Informazioa:
l = indarraren besoa, r = indarraren ekintza-puntuaren eta biraketa-ardatzaren arteko distantzia
1. ekuazioa erabiltzen da indar-besoa kalkulatzeko.
F r-rekiko perpendikularra bada, orduan sortzen den angelua 90° da.^o.
l = r sin 90^o = (r)(1)
l = r
F r-rekin bat badator, orduan sortzen den angelua 0 da.^o.
l = r sin 0^o = (r)(0)
l = 0

Indar-momentua edo momentua
Indar-momentu handia.
Matematikoki, indar-momentuaren magnitudea indarraren magnitudea (F) indarraren besoarekin (l) biderkatzearen emaitza da.
2. ekuazioa erabiltzen da indar-momentuaren magnitudea kalkulatzeko.
Momentuaren nazioarteko unitatea Newton metroa da, N.m laburdurarekin. Momentuaren nazioarteko unitatea lanaren eta energiaren berdina da, baina momentua ez da energia, beraz, ez da beharrezkoa Joule unitatearekin ordezkatzea. Fisikariek askotan momentu terminoa erabiltzen dute, eta ingeniariek, berriz, indar-momentu terminoa.

Indar-momentuaren norabidea
Indar-momentua bektore-kantitate bat da, beraz, magnitudeaz gain, norabide bat ere badu. Indar-momentuaren norabidea erraz zehazten da eskuineko eskuaren araua erabiliz. Biratu eskuineko eskuko lau hatzak, eskuineko erpurua tente mantenduz. Lau hatzen biraketa-norabidea biraketa-norabidea da, eta erpuruak seinalatzen duen norabidea, berriz, indar-momentuaren norabidea.
Indar-momentuaren norabidea gorantz bada (y ardatz positiboan zehar) edo eskuinera (x ardatz positiboan zehar), orduan indar-momentua edo momentua positiboa da. Alderantziz, indar-momentuaren norabidea beherantz bada (y ardatzean zehar) edo ezkerrera (x ardatzean zehar), orduan indar-momentua negatiboa da.
Beste era batera esanda, objektuaren biraketa erlojuaren orratzen noranzkoan bada, indar-momentua negatiboa da. Alderantziz, objektuaren biraketa erlojuaren orratzen kontrako noranzkoan bada, indar-momentua positiboa da.

Problemen adibidea

1. Bost indar eragiten diote 10 cm-ko aldeak dituen karratu bati, hurrengo irudian erakusten den bezala. Karratuaren diagonalen ebakidura-puntuan dagoen ardatzarekiko indarren momentu erresultantea…

Eztabaida

Jakina da:

Diagonalaren luzera = 5√2 cm = (5)(1,4) cm = 7 cm = 0,07 m

Sin 45 ^o = 0,5√2 = (0,5)(1,4) = 0,7

Galdera: Momentu erresultantea

Erantzuna:

1. momentua:

τ ₁ = (10 N)(0,07 m)(sin 45 ^o ) = (10 N)(0,07 m)(0,7) = 0,49 Nm

1. momentuak karratua erlojuaren orratzen kontrako noranzkoan biratzea eragiten du, beraz, konbentzioz zeinu positiboa ematen zaio.

2. momentua:

τ ₂ = (4 N)(0,07 m)(sin 45 ^o ) = (4 N)(0,07 m)(0,7) = 0,196 Nm

2. momentuak karratua erlojuaren orratzen kontrako noranzkoan biratzea eragiten du, beraz, konbentzioz zeinu positiboa ematen zaio.

3. momentua:

τ ₃ = (10 N)(0,07 m)(sin 45 ^o ) = (10 N)(0,07 m)(0,7) = 0,49 Nm

3. momentuak karratua erlojuaren orratzen kontrako noranzkoan biratzea eragiten du, beraz, konbentzioz zeinu positiboa ematen zaio.

4. momentua:

τ ₄ = (5√2 N)(0,07 m)(sin 90 ^o ) = (7 N)(0,07 m)(1) = 0,49 Nm

4. momentuak karratua erlojuaren orratzen kontrako noranzkoan biratzea eragiten du, beraz, konbentzioz zeinu positiboa ematen zaio.

5. momentua:

τ ₅ = (9 N)(0,07 m)(sin 45 ^o ) = (9 N)(0,07 m)(0,7) = -0,44 Nm

5. biraketa-momentuak karratua erlojuaren orratzen noranzkoan biratzea eragiten du, beraz, konbentzioz zeinu negatiboa ematen zaio.

Momentu erresultantea:

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