Момент силы
Момент силы показывает, насколько сильно сила стремится повернуть тело вокруг выбранной точки или оси. Он зависит не только от значения силы, но и от расстояния до линии её действия.
Формула
Если сила действует на тело относительно точки \(O\), её момент обозначают \(M\). Плечо силы \(l\) проводят перпендикулярно линии действия силы от точки вращения до этой линии.
Здесь \(M\) — момент силы, \(F\) — модуль силы, \(l\) — плечо силы. В СИ момент измеряют в ньютон-метрах: \(1\ \text{Н}\cdot\text{м}\). Чем больше сила или её плечо, тем больше момент.
Дверь толкают с силой \(F=20\ \text{Н}\) за ручку, находящуюся на расстоянии \(l=0{,}8\ \text{м}\) от петель. Момент силы равен \(M=20\cdot0{,}8=16\ \text{Н}\cdot\text{м}\). Если толкать дверь ближе к петлям, плечо уменьшится, и открыть дверь будет труднее.
Сила характеризует действие, вызывающее поступательное или вращательное движение, и измеряется в ньютонах. Момент силы характеризует именно вращательное действие и измеряется в ньютон-метрах. Плечо — это не длина всего рычага, а кратчайшее расстояние до линии действия силы.
Как изменится момент силы, если при той же силе плечо увеличить в 2 раза?
Момент силы особенно важен при изучении рычага и равновесия тела. Для равновесия вращение тела не должно возникать: моменты сил, поворачивающие тело в противоположные стороны, должны уравновешиваться.
Главное
- Момент силы характеризует её вращательное действие относительно точки или оси.
- Основная формула: \(M=F\cdot l\), где \(l\) — перпендикулярное расстояние до линии действия силы.
- Единица момента силы — \(\text{Н}\cdot\text{м}\); при увеличении силы или плеча момент возрастает.