Atik sou Moman Fòs la
1. Bra levye
Revize yon objè ki vire, tankou pòt yon chanm. Lè pòt la louvri oswa fèmen, pòt la vire. Gon ki konekte pòt la ak miray la aji kòm aks wotasyon an.
Imaj pòt la wè anwo. Revize yon egzanp kote pòt la pouse nan menm de fòs ki gen menm mayitid ak direksyon, kote direksyon fòs la pèpandikilè ak pòt la. Okòmansman, pòt la pouse ak yon fòs F.1, r1 soti nan aks wotasyon an. Apre sa, yo pouse pòt la avèk fòs F2, r2 lwen aks wotasyon an. Malgre ke mayitid ak direksyon fòs F la1 =F2, fòs F la2 fè pòt la vire pi vit pase fòs F la1Nan lòt mo, fòs F la2 lakòz yon pi gwo akselerasyon angilè konpare ak fòs F la1Ou ka pwouve sa.
Magnitud vitès angilè objè k ap deplase a pa sèlman enfliyanse pa fòs la, men li enfliyanse tou pa distans ki genyen ant pwen travay fòs la ak aks wotasyon an (r). Si direksyon fòs la pèpandikilè ak sifas objè a tankou nan egzanp ki anwo a, alò bra levye a (l) egal a distans ki genyen ant pwen travay yo ak aks wotasyon an (r). E si direksyon fòs la pa pèpandikilè ak sifas objè a?
Revize de lòt egzanp, jan yo montre nan figi ki sou bò a. Malgre mayitid fòs la se menm, direksyon fòs la diferan, kidonk bra levye a (l) diferan tou. Nan Figi 3, direksyon liy travay fòs la koresponn ak aks wotasyon an, sa ki fè bra levye a zewo. Yo konnen bra levye a lè yo dekri liy ki soti nan aks wotasyon an rive nan liy fòs travay la. Kote liy aks wotasyon an dwe pèpandikilè oswa fòme yon ang 90o ak yon liy fòs.
Obsève figi 2 a pou ou ka pi byen konprann ekwasyon bra levye a.
Sin θ = l / r
l = r sin θ
l = bra levye, r = distans pwen fòs travay la ak aks wotasyon an.
Ekwasyon ki anwo a itilize pou kalkile bra levye a. Si F pèpandikilè ak r, alò ang ki fòme a se 90 °.
l = r sin 90 o = r (1)
l = r
Si F koresponn ak r, alò ang ki fòme a se 0 o.
l = r sin 0 o = r (0)
li = 0
2.2 Moman fòs (koupl)
2.2.1 Magnitud moman fòs la
Matematikman, mayitid fòs moman an se rezilta miltiplikasyon fòs la (F) ak bra levye a (l).
τ = F l
τ = moman fòs (Newton mèt), F = fòs ( Newton ), l = bra levye (mèt)
Yo itilize ekwasyon 2 pou kalkile mayitid moman fòs la. Sistèm koupl entènasyonal la se menm ak travay, men koupl se pa enèji, kidonk inite a pa bezwen ranplase ak Joule. Fizisyen yo souvan itilize tèm koupl, alòske enjenyè yo itilize tèm moman fòs.
2.2.2 Direksyon moman fòs la
Moman fòs la se yon kantite vektè paske, anplis de yon mayitid, moman fòs la gen yon direksyon tou. Direksyon moman fòs la fasil pou konnen lè w sèvi ak règ men dwat la. Thorne kat dwèt men dwat ou yo, pandan w ap kenbe gwo pous men dwat la. Direksyon kat dwèt yo se direksyon wotasyon objè a, alòske direksyon gwo pous la montre a se direksyon moman fòs la.
Si direksyon moman fòs la anlè (nan direksyon aks y la) oubyen adwat (nan direksyon aks x la), alò moman fòs la pozitif. Okontrè, si direksyon moman fòs la anba (nan direksyon aks y la) oubyen agoch (nan direksyon aks x la), moman fòs la negatif. Nan lòt mo, si direksyon wotasyon objè yo se nan sans zegwi mont lan, alò moman fòs la negatif. Okontrè, si direksyon wotasyon objè yo opoze ak wotasyon nan sans zegwi mont lan, alò moman fòs la pozitif.
2.2.3 Pwoblèm echantiyon sou moman fòs la
Pwoblèm echantiyon 1.
Yon blòk gen yon longè 8 mèt. Twa fòs ap travay sou pout la, jan yo montre nan figi a. Ki mayitid moman fòs ki fè pout la vire toutotou sant li?
Solisyon:
Sant travès la sitiye nan mitan an. Longè travès la se 8 mèt, kidonk sant travès la se 4 mèt soti nan pwent travès la.
Koupl 1 = F 1 l 1 = (10 N)(4 m) = 40 N m
Koupl 1 an pozitif paske koupl 1 an fè travès yo vire nan sans opoze zegwi mont lan.
Koupl 2 = F2 l2 = ( 10 N)(2 m) = – 20 N m
Koupl 2 a negatif paske koupl 2 a fè pout la vire nan sans zegwi mont lan.
Koupl 3 = F 3 l 3 = (15 N)(2 m) = – 30 N m
Koupl 3 a negatif paske koupl 3 a fè pout la vire nan sans zegwi mont lan.
Koupl nèt = 40 N m – 20 N m – 30 N m = – 10 N m
Koupl ki rezilta a negatif, sa endike ke direksyon wotasyon gwo bout bwa a se nan sans zegwi mont lan.
Pwoblèm echantiyon 2.
F1 = 10 N, F2 = 15 N, F3 = 15 N ak F4 = 10 N, travay sou baton ABCD a jan yo montre nan figi a. Longè baton ABCD a se 20 mèt. Si yo inyore mas baton an, aks wotasyon ki sitiye nan pwen D a detèmine mayitid moman fòs la.
Solisyon:
Kesyon difikilte sa a se ki koupl nèt ki lakòz gwo bout bwa a vire, kote aks wotasyon an sitiye nan pwen D.
Koupl 1 = F 1 l 1 = (10 N)(15 m) = 150 N m
Koupl 1 pozitif paske koupl 1 lakòz gwo bout bwa a vire.
opoze ak direksyon zegwi mont lan.
Koupl 2 = F2 l2 = ( 15 N)(5 m) = -75 N m
Koupl 2 a negatif paske koupl 2 a fè pout la vire nan sans zegwi mont lan.
Koupl 3 = F 3 l 3 = (15 N)(0 m) = 0 N m
Koupl 3 a zewo paske F 3 koresponn ak aks wotasyon an.
Koupl 4 = F 4 l 4 = (10 N)(5 m) = 50 N m
Koupl 4 la pozitif paske koupl 4 la fè pout la vire nan direksyon opoze nan sans zegwi mont lan.
Koupl nèt = 150 N m – 75 N m + 50 N m = 125 N m
Koupl nèt la pozitif, kidonk direksyon wotasyon poutre a se opoze ak direksyon zegwi mont lan.
