ໂມເມັນຂອງແຮງ (ແຮງບິດ)

ໂມເມັນແຮງ (ແຮງບິດ) ວັດສະດຸ

ແຂນແບບ
ລອງພິຈາລະນາວັດຖຸທີ່ໝູນວຽນໄດ້ ເຊັ່ນ: ປະຕູ. ເມື່ອປະຕູຖືກເປີດ ຫຼື ປິດ, ມັນຈະໝູນ. ບານພັບທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ປະຕູກັບຝາເຮັດໜ້າທີ່ເປັນແກນໝູນ.
ຮູບພາບຂອງປະຕູທີ່ເຫັນຈາກຂ້າງເທິງ. ລອງພິຈາລະນາຕົວຢ່າງທີ່ປະຕູຖືກຍູ້ດ້ວຍສອງແຮງ, ບ່ອນທີ່ທັງສອງແຮງມີຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງດຽວກັນ; ທິດທາງຂອງແຮງແມ່ນຕັ້ງສາກກັບປະຕູ.
ໃນເບື້ອງຕົ້ນປະຕູຖືກຍູ້ດ້ວຍແຮງ F₁ ເຊິ່ງຢູ່ໃນໄລຍະ r₁ ຈາກແກນໝູນ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ປະຕູຈະຖືກຍູ້ດ້ວຍແຮງ F₂ ເຊິ່ງຢູ່ໃນໄລຍະ r₂ ຈາກແກນໝູນ. ເຖິງແມ່ນວ່າຂະໜາດ ແລະ ທິດທາງຂອງແຮງ F1 ຈະຄືກັນກັບ F₂, ແຮງ F₂ ເຮັດໃຫ້ປະຕູໝຸນໄວກວ່າແຮງ F₁ເວົ້າອີກຢ່າງໜຶ່ງ, ແຮງ F₂ ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເລັ່ງມຸມຫຼາຍກ່ວາແຮງ F₁. ເຈົ້າສາມາດພິສູດສິ່ງນີ້ໄດ້.
ຂະໜາດຂອງຄວາມເລັ່ງມຸມຂອງວັດຖຸໃນການໝູນບໍ່ພຽງແຕ່ໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກແຮງເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດກະທຳຂອງແຮງ ແລະ ແກນໝູນ (r). ຖ້າທິດທາງຂອງແຮງຕັ້ງສາກກັບໜ້າດິນຂອງວັດຖຸດັ່ງໃນຕົວຢ່າງຂ້າງເທິງ, ແຂນຂອງແຮງ (l) ຈະເທົ່າກັບໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຈຸດກະທຳຂອງແຮງ ແລະ ແກນໝູນ (r). ຈະເປັນແນວໃດຖ້າທິດທາງຂອງແຮງບໍ່ຕັ້ງສາກກັບໜ້າດິນຂອງວັດຖຸ?
ທົບທວນຕົວຢ່າງອີກສອງຢ່າງດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບພາບຂ້າງເທິງ. ເຖິງແມ່ນວ່າຂະໜາດຂອງແຮງ F2 ແລະ F3 ຈະຄືກັນ, ແຕ່ທິດທາງຂອງແຮງທັງສອງແມ່ນແຕກຕ່າງກັນ ດັ່ງນັ້ນແຂນຂອງແຮງ (l) ຈຶ່ງແຕກຕ່າງກັນ. ເທິງ ຮູບພາບ c, ທິດທາງຂອງເສັ້ນການກະທຳຂອງແຮງສອດຄ່ອງກັບແກນຂອງການໝຸນ ດັ່ງນັ້ນແຂນຂອງແຮງຈຶ່ງເປັນສູນ. ແຂນແຮງເປັນທີ່ຮູ້ຈັກໂດຍການແຕ້ມເສັ້ນຈາກແກນຂອງການໝຸນໄປຫາເສັ້ນການກະທຳຂອງແຮງ, ບ່ອນທີ່ເສັ້ນຈາກແກນຂອງການໝຸນຕ້ອງຕັ້ງສາກກັນ ຫຼື ເປັນມຸມ 90^o ດ້ວຍເສັ້ນການກະທຳຂອງກຳລັງ.
ອາມາຕາ ຮູບພາບ b ເພື່ອໃຫ້ທ່ານສາມາດເຂົ້າໃຈໄດ້ດີຂຶ້ນກ່ຽວກັບຜົນຂອງສູດແຂນແຮງຕໍ່ໄປນີ້.
ຂໍ້ມູນ:
l = ແຂນຂອງແຮງ, r = ໄລຍະຫ່າງຂອງຈຸດກະທຳຂອງແຮງຈາກແກນໝູນ
ສົມຜົນທີ 1 ໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ແຮງດັນ.
ຖ້າ F ຕັ້ງສາກກັບ r ແລ້ວມຸມທີ່ສ້າງຂຶ້ນແມ່ນ 90^o.
l = r ບາບ 90^o = (ຣ)(1)
ລ = ຣ
ຖ້າ F ກົງກັບ r ແລ້ວມຸມທີ່ສ້າງຂຶ້ນແມ່ນ 0^o.
l = r ບາບ 0^o = (ຣ)(0)
ລາວ = 0

ໂມເມັນຂອງແຮງ ຫຼື ແຮງບິດ
ໂມເມັນແຮງຂະໜາດໃຫຍ່
ໃນທາງຄະນິດສາດ, ຂະໜາດຂອງໂມເມັນຂອງແຮງແມ່ນຜົນມາຈາກການຄູນຂະໜາດຂອງແຮງ (F) ດ້ວຍແຂນຂອງແຮງ (l).
ສົມຜົນທີ 2 ໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ຂະໜາດຂອງໂມເມັນຂອງແຮງ.
ຫົວໜ່ວຍສາກົນຂອງແຮງບິດແມ່ນນິວຕັນແມັດ, ຫຍໍ້ເປັນ N.m. ຫົວໜ່ວຍສາກົນຂອງແຮງບິດແມ່ນຄືກັນກັບຂອງວຽກ ແລະ ພະລັງງານ, ແຕ່ແຮງບິດບໍ່ແມ່ນພະລັງງານ, ສະນັ້ນຫົວໜ່ວຍຂອງມັນຈຶ່ງບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງຖືກປ່ຽນແທນດ້ວຍຫົວໜ່ວຍຈູລ. ນັກຟີຊິກມັກໃຊ້ຄຳວ່າແຮງບິດ, ໃນຂະນະທີ່ວິສະວະກອນມັກໃຊ້ຄຳວ່າໂມເມັນຂອງແຮງ.

ທິດທາງຂອງໂມເມັນແຮງ
ໂມເມັນຂອງແຮງແມ່ນປະລິມານເວັກເຕີ, ດັ່ງນັ້ນ, ນອກເໜືອໄປຈາກຂະໜາດຂອງມັນແລ້ວ, ມັນຍັງມີທິດທາງອີກດ້ວຍ. ທິດທາງຂອງໂມເມັນຂອງແຮງສາມາດກຳນົດໄດ້ງ່າຍໂດຍໃຊ້ກົດມືຂວາ. ໝຸນນິ້ວມືສີ່ນິ້ວຂອງມືຂວາຂອງທ່ານ, ໂດຍຮັກສາໂປ້ມືຂວາຂອງທ່ານໃຫ້ຕັ້ງຊື່. ທິດທາງການໝຸນຂອງນິ້ວມືທັງສີ່ແມ່ນທິດທາງການໝຸນ, ໃນຂະນະທີ່ທິດທາງທີ່ໂປ້ມືຊີ້ໄປແມ່ນທິດທາງຂອງໂມເມັນຂອງແຮງ.
ຖ້າທິດທາງຂອງໂມເມັນແຮງຂຶ້ນເທິງ (ຕາມແກນ y ບວກ) ຫຼື ໄປທາງຂວາ (ຕາມແກນ x ບວກ), ໂມເມັນແຮງ ຫຼື ແຮງບິດຈະເປັນບວກ. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າທິດທາງຂອງໂມເມັນແຮງລົງລຸ່ມ (ຕາມແກນ y) ຫຼື ໄປທາງຊ້າຍ (ຕາມແກນ x), ໂມເມັນແຮງຈະເປັນລົບ.
ເວົ້າອີກຢ່າງໜຶ່ງ, ຖ້າວັດຖຸໝູນຕາມເຂັມໂມງ, ໂມເມັນຂອງແຮງຈະເປັນລົບ. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າວັດຖຸໝູນທວນກັບເຂັມໂມງ, ໂມເມັນຂອງແຮງຈະເປັນບວກ.

ຕົວຢ່າງບັນຫາ

1. ແຮງຫ້າແຮງກະທຳຕໍ່ຮູບສີ່ຫຼ່ຽມທີ່ມີດ້ານຂ້າງຍາວ 10 ຊມ ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຕໍ່ໄປນີ້. ໂມເມັນທີ່ໄດ້ຮັບຂອງແຮງທີ່ມີແກນຢູ່ຈຸດຕັດກັນຂອງເສັ້ນຂວາງຂອງຮູບສີ່ຫຼ່ຽມແມ່ນ…

ສົນທະນາ

ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ຄວາມຍາວຂອງເສັ້ນຂວາງ = 5√2 ຊມ = (5)(1,4) ຊມ = 7 ຊມ = 0,07 ແມັດ

ຖ້າບໍ່ມີ 45^o = 0,5√2 = (0,5)(1,4) = 0,7

ຖາມວ່າ: ແຮງບິດທີ່ໄດ້ຮັບ

Jawab:

ແຮງບິດ 1:

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

ແຮງບິດ 1 ເຮັດໃຫ້ຮູບສີ່ຫຼ່ຽມມົນໝຸນທວນກັບເຂັມໂມງ, ສະນັ້ນຕາມທຳມະດາມັນຈຶ່ງໄດ້ຮັບເຄື່ອງໝາຍບວກ.

ແຮງບິດ 2:

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

ແຮງບິດ 2 ເຮັດໃຫ້ຮູບສີ່ຫຼ່ຽມມົນໝຸນທວນກັບເຂັມໂມງ, ສະນັ້ນຕາມທຳມະດາມັນຈຶ່ງໄດ້ຮັບເຄື່ອງໝາຍບວກ.

ແຮງບິດ 3:

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

ແຮງບິດ 3 ເຮັດໃຫ້ຮູບສີ່ຫຼ່ຽມມົນໝຸນທວນກັບເຂັມໂມງ, ສະນັ້ນຕາມທຳມະດາມັນຈຶ່ງໄດ້ຮັບເຄື່ອງໝາຍບວກ.

ແຮງບິດ 4:

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

ແຮງບິດ 4 ເຮັດໃຫ້ຮູບສີ່ຫຼ່ຽມມົນໝຸນທວນກັບເຂັມໂມງ, ສະນັ້ນຕາມທຳມະດາມັນຈຶ່ງໄດ້ຮັບເຄື່ອງໝາຍບວກ.

ແຮງບິດ 5:

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

ແຮງບິດ 5 ເຮັດໃຫ້ຮູບສີ່ຫຼ່ຽມມົນໝຸນຕາມເຂັມໂມງ, ສະນັ້ນຕາມປະເພນີແລ້ວມັນຈຶ່ງໄດ້ຮັບເຄື່ອງໝາຍລົບ.

ແຮງບິດທີ່ໄດ້ຮັບ:

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