Момент силы

Понятие и определение момента силы

Моментом силы называют вращательное усилие создаваемое вектором силы относительно другого объекта (точки).

Момент силы

Размерность - [Нм] (Ньютон на метр) либо кратные значения [кНм]

Аналогом момента силы является момент пары сил.

Обязательным условием возникновения момента является то, что точка, относительно которой создается момент не должна лежать на линии действия силы.

Определяется как произведение силы F на плечо h:

M(F)=F⋅h

Плечо момента h, определяется как кратчайшее расстояние от точки до линии действия силы.

Например, сила величиной 7 кН приложенная на расстоянии 35см от рассматриваемой точки дает момент M=7×0,35=2,45 кНм.

Пример момента силы

Наиболее наглядным примером момента силы может служить поворачивание гайки гаечным ключом.

Гайки заворачивается вращением, для этого к ним прикладывается момент, но сам момент возникает при воздействии нашей силы на гаечный ключ.

Вы конечно интуитивно понимаете - для того чтобы посильнее закрутить гайку надо взяться за ключ как можно дальше от нее.

Пример момента силы - заворачивание гайки гаечным ключом

В этом случае, прикладывая ту же силу, мы получаем большую величину момента за счет увеличения его плеча (h2>h1).

Плечом при этом служит расстояние от центра гайки до точки приложения силы.

Плечо момента силы

Рассмотрим порядок определения плеча h момента:

Пусть заданы точка A и некоторая произвольная сила F, линия действия которой не проходит через эту точку. Требуется определить момент силы.

Сила и точка

Покажем линию действия силы F (штриховая линия)

Линия действия силы

Проведем из точки A перпендикуляр h к линии действия силы

Плечо момента силы

Длина отрезка h есть плечо момента силы F относительно точки A.

Момент принимается положительным, если его вращение происходит против хода часовой стрелки (как на рисунке).

Так принято для того, чтобы совпадали знаки момента и создаваемого им углового перемещения.

Примеры расчета момента силы

Сила расположена перпендикулярно оси стержня

Расстояние между точками A и B - 3 метра.
Момент силы перпендикулярной стержню

Момент силы относительно точки A:

МA=F×AB=F×

Сила расположена под углом к оси стержня

Момент силы расположенной под углом к стержню

Момент силы относительно точки B:

MB=F×cos300×AB=F×cos300×

Известно расстояние от точки до линии действия силы

Момент силы для произвольно расположенного стержня

Момент силы относительно точки B:

MB=F×

См. также: