Tsab xov xwm hais txog Lub Sijhawm ntawm Lub Zog
1. Tes caj npab
Tshuaj xyuas ib yam khoom uas tig tau, xws li lub qhov rooj ntawm ib chav. Thaum lub qhov rooj qhib lossis kaw, lub qhov rooj tig. Cov pob qhov rooj uas txuas lub qhov rooj rau phab ntsa ua haujlwm ua lub axis ntawm kev tig.
Daim duab ntawm lub qhov rooj pom los ntawm saum toj no. Saib ib qho piv txwv uas lub qhov rooj raug thawb rau hauv tib lub zog uas muaj tib qhov loj thiab kev coj, qhov twg qhov kev coj ntawm lub zog yog perpendicular rau lub qhov rooj. Thaum xub thawj, lub qhov rooj raug thawb nrog lub zog ntawm F1, r1 los ntawm lub axis ntawm kev tig. Tom qab ntawd, lub qhov rooj raug thawb nrog lub zog ntawm F2, r2 deb ntawm lub axis ntawm kev sib hloov. Txawm hais tias qhov loj thiab kev coj ntawm lub zog F1 =F2, lub zog ntawm F2 ua rau lub qhov rooj tig sai dua li lub zog ntawm F1Hauv lwm lo lus, lub zog ntawm F2 ua rau muaj kev nrawm dua ntawm lub kaum sab xis piv rau lub zog ntawm F1. Koj ua tau pov thawj qhov no.
Qhov loj ntawm lub kaum sab xis ntawm cov khoom txav mus los tsis yog tsuas yog cuam tshuam los ntawm lub zog xwb tab sis kuj tseem cuam tshuam los ntawm qhov deb ntawm cov ntsiab lus ua haujlwm ntawm lub zog thiab lub axis tig (r). Yog tias qhov kev taw qhia ntawm lub zog yog perpendicular rau qhov chaw ntawm cov khoom zoo li hauv qhov piv txwv saum toj no, ces lub caj npab lever (l) yog sib npaug rau qhov deb ntawm cov ntsiab lus ua haujlwm nrog lub axis tig (r). Yuav ua li cas yog tias qhov kev taw qhia ntawm lub zog tsis perpendicular rau qhov chaw ntawm cov khoom?
Saib ob qho piv txwv ntxiv, raws li pom hauv daim duab ntawm sab. Txawm hais tias qhov loj ntawm lub zog yog tib yam, qhov kev taw qhia ntawm lub zog yog txawv, yog li lub tes tuav (l) kuj txawv. Hauv Daim Duab 3, qhov kev taw qhia ntawm txoj kab ua haujlwm ntawm lub zog sib xws nrog lub axis ntawm kev tig kom lub tes tuav yog xoom. Lub tes tuav paub los ntawm kev piav qhia txog txoj kab los ntawm lub axis ntawm kev tig mus rau txoj kab ntawm cov neeg ua haujlwm. Qhov twg txoj kab ntawm lub axis ntawm kev tig yuav tsum yog perpendicular lossis tsim lub kaum sab xis ntawm 90o nrog txoj kab ntawm lub zog.
Saib daim duab 2 kom koj nkag siab zoo dua txog qhov sib npaug ntawm lub caj npab lever.
Sin θ = l / r
l = r sin θ
l = lever caj npab, r = qhov deb ntawm qhov taw tes ntawm cov neeg ua haujlwm nrog lub axis ntawm kev sib hloov.
Cov qauv saum toj no yog siv los xam lub caj npab ntawm lub lever. Yog tias F yog perpendicular rau r, ces lub kaum sab xis uas tsim yog 90 o.
l = r sin 90 o = r (1)
l = r
Yog tias F sib phim nrog r, ces lub kaum sab xis tsim yog 0o.
l = r sin 0 o = r (0)
l = 0
2.2 Lub zog ntawm lub zog (lub zog)
2.2.1 Qhov loj ntawm lub zog
Hauv lej, qhov loj ntawm lub zog tam sim no yog qhov tshwm sim ntawm kev sib npaug ntawm lub zog (F) thiab lub caj npab lever (l).
τ = Fl
τ = lub zog ntawm lub zog (Newton meter), F = lub zog ( Newton ), l = caj npab ntawm lub zog (meter)
Kab zauv 2 yog siv los xam qhov loj ntawm lub zog. Lub kaw lus thoob ntiaj teb ntawm torque zoo ib yam li kev ua haujlwm, tab sis torque tsis yog lub zog, yog li ntawd lub unit tsis tas yuav hloov nrog Joule. Cov kws tshawb fawb feem ntau siv lo lus torque, thaum cov engineers siv lo lus moment of force.
2.2.2 Kev taw qhia ntawm lub zog
Lub zog ntawm lub zog yog ib qho vector vim tias, ntxiv rau qhov muaj qhov loj, lub zog ntawm lub zog kuj muaj kev taw qhia. Kev taw qhia ntawm lub zog paub yooj yim siv txoj cai sab tes xis. Tig plaub tus ntiv tes ntawm koj sab tes xis, thaum tus ntiv tes xoo ntawm sab tes xis raug tsa. Kev taw qhia ntawm plaub tus ntiv tes yog kev taw qhia ntawm kev tig ntawm yam khoom, thaum kev taw qhia los ntawm tus ntiv tes xoo yog kev taw qhia ntawm lub zog.
Yog tias qhov kev taw qhia ntawm lub zog yog sab saud (hauv qhov kev taw qhia ntawm y-axis) lossis sab xis (hauv qhov kev taw qhia ntawm x-axis) ces lub zog yog qhov zoo. Ntawm qhov tod tes, yog tias qhov kev taw qhia ntawm lub zog yog qis dua (hauv qhov kev taw qhia ntawm y-axis) lossis mus rau sab laug (hauv qhov kev taw qhia ntawm -x-axis), lub zog yog qhov tsis zoo. Hauv lwm lo lus, yog tias qhov kev taw qhia ntawm kev tig ntawm cov khoom yog clockwise, ces lub zog yog qhov tsis zoo. Ntawm qhov tod tes, yog tias qhov kev taw qhia ntawm kev tig ntawm cov khoom yog qhov sib txawv rau qhov kev tig clockwise, ces lub zog yog qhov zoo.
2.2.3 Cov teeb meem piv txwv ntawm lub zog ntawm lub sijhawm
Cov teeb meem piv txwv 1.
Ib lub thaiv muaj qhov ntev li 8 meters. Ntawm lub beam ua haujlwm peb lub zog, zoo li nyob rau hauv daim duab. Lub zog ntawm lub zog uas ua rau lub beam tig ib ncig ntawm nws qhov chaw yog dab tsi?
tshuaj:
Qhov nruab nrab ntawm lub beam nyob hauv nruab nrab. Qhov ntev ntawm lub beam yog 8 meters, yog li ntawd qhov nruab nrab ntawm lub beam yog 4 meters ntawm qhov kawg ntawm lub beam.
Lub zog tig 1 = F 1 l 1 = (10 N)(4 m) = 40 N m
Torque 1 yog qhov zoo vim tias torque 1 ua rau cov beams tig rov qab clockwise.
Lub zog tig 2 = F 2 l 2 = (10 N)(2 m) = – 20 N m
Torque 2 yog qhov tsis zoo vim tias torque 2 ua rau lub beam tig mus rau sab laug.
Lub zog tig 3 = F 3 l 3 = (15 N)(2 m) = – 30 N m
Torque 3 yog qhov tsis zoo vim tias torque 3 ua rau lub beam tig mus rau sab laug.
Lub zog ntswj tag nrho = 40 N m – 20 N m – 30 N m = – 10 N m
Lub zog torque tshwm sim yog qhov tsis zoo, qhov no qhia tau hais tias qhov kev taw qhia ntawm kev tig ntawm lub beam yog clockwise.
Cov teeb meem piv txwv 2.
F 1 = 10 N, F 2 = 15 N, F 3 = 15 N thiab F 4 = 10 N, ua haujlwm rau ntawm tus pas nrig ntawm ABCD raws li qhia hauv daim duab. Qhov ntev ntawm tus pas nrig ABCD yog 20 meters. Yog tias qhov hnyav ntawm tus pas nrig raug tsis quav ntsej, qhov axis ntawm kev tig nyob ntawm qhov chaw D txiav txim siab qhov loj ntawm lub zog.
tshuaj:
Lo lus nug ntawm qhov teeb meem no yog dab tsi yog lub zog net uas ua rau lub beam tig, qhov twg lub axis ntawm kev tig nyob ntawm qhov D.
Lub zog tig 1 = F 1 l 1 = (10 N)(15 m) = 150 N m
Torque 1 yog qhov zoo vim tias torque 1 ua rau lub beam tig
qhov sib txawv ntawm qhov kev taw qhia clockwise.
Lub zog tig 2 = F 2 l 2 = (15 N)(5 m) = -75 N m
Torque 2 yog qhov tsis zoo vim tias torque 2 ua rau lub beam tig mus rau hauv qhov kev taw qhia clockwise.
Lub zog tig 3 = F 3 l 3 = (15 N)(0 m) = 0 N m
Torque 3 yog xoom vim F 3 sib xws nrog lub axis ntawm kev sib hloov.
Lub zog tig 4 = F 4 l 4 = (10 N)(5 m) = 50 N m
Torque 4 yog qhov zoo vim tias torque 4 ua rau lub beam tig mus rau hauv cov lus qhia sib txawv clockwise.
Lub zog ntswj = 150 N m – 75 N m + 50 N m = 125 N m
Lub zog net torque yog qhov zoo, yog li ntawd qhov kev taw qhia ntawm kev sib hloov ntawm lub beam yog qhov sib txawv rau qhov kev taw qhia ntawm clockwise.
