Definiția Torque in Physics

Cuplul (cunoscut și sub denumirea de moment, sau moment de forță) este tendința unei forțe de a provoca sau modifica mișcarea de rotație a unui corp. Este o forță de răsucire sau de întoarcere asupra unui obiect. Cuplul se calculează prin înmulțirea forței și distanței. Este o cantitate vectorială, ceea ce înseamnă că are atât o direcție cât și o mărime. Fie viteza unghiulară pentru momentul de inerție a unui obiect se schimbă, fie ambele.

Unități de cuplu

Sistemul internațional de unități de măsură (unități SI) utilizate pentru cuplul este newton-meters sau N * m. Chiar dacă Newton-metri sunt egali cu Joules, deoarece cuplul nu este de lucru sau de energie, astfel încât toate măsurătorile ar trebui să fie exprimate în Newton-metri. Momentul este reprezentat de litera greacă tau: τ în calcule. Când se numește momentul forței, este reprezentat de M. În unitățile imperiale, puteți vedea lira-forță-picioare (lb⋅ft) care ar putea fi prescurtată ca lire-picior, cu „forța” implicată.

Cum funcționează cuplul

Mărimea cuplului depinde de câtă forță este aplicată, de lungimea brațului de pârghie care conectează axa la punctul în care este aplicată forța și de unghiul dintre vectorul de forță și brațul pârghiei.

Distanța este brațul de moment, adesea notat de r. Este un vector care indică de la axa de rotație spre locul unde acționează forța. Pentru a produce mai mult cuplu, trebuie să aplicați forța în continuare din punctul de pivot sau să aplicați mai multă forță. După cum spunea Arhimede, având în vedere un loc în care să stea cu o pârghie suficient de lungă, el putea muta lumea. Dacă apăsați pe o ușă în apropierea balamalelor, trebuie să folosiți mai multă forță pentru a o deschide decât dacă ați împins-o pe pragul cu doi metri mai departe de balamale..

Dacă vectorul de forță θ = 0 ° sau 180 ° forța nu va provoca nicio rotație pe axă. Ar fi fie îndepărtat de axa de rotație, deoarece este în aceeași direcție, fie ar fi îndreptat spre axa de rotație. Valoarea cuplului pentru aceste două cazuri este zero.

Cei mai eficienți vectori de forță pentru a produce cuplul sunt θ = 90 ° sau -90 °, care sunt perpendiculare pe vectorul de poziție. Va face cel mai mult pentru a crește rotația.

Regula din dreapta pentru cuplu

O parte complicată a lucrului cu cuplul este că este calculată folosind un produs vectorial. Cuplul este în direcția vitezei unghiulare care ar fi produsă de acesta, deci schimbarea vitezei unghiulare este în direcția cuplului. Utilizați mâna dreaptă și ondulați degetele mâinii în direcția de rotație cauzată de forță și degetul mare va indica în direcția vectorului de cuplu.

Cuplu net

În lumea reală, deseori vezi mai multe forțe care acționează asupra unui obiect care provoacă cuplul. Cuplul net este suma cuplurilor individuale. În echilibrul de rotație, nu există un cuplu net pe obiect. Pot exista cupluri individuale, dar se adaugă până la zero și se anulează reciproc.

Surse și lectură ulterioară

• Giancoli, Douglas C. „Fizica: principii cu aplicații”, ediția a 7-a. Boston: Pearson, 2016. 
• Walker, Jearl, David Halliday și Robert Resnick. „Fundamente ale fizicii”, ediția a 10-a. Londra: John Wiley and Sons, 2014.