トルク(モーメント)
力は、特定の方向へのプッシュまたはプルと考えることができます。 オブジェクトにフォースが適用されると、オブジェクトの結果の動きは、フォースが適用される場所とオブジェクトがどのように制限されるかに依存し物体が拘束されておらず、重力の中心を通して力が加えられている場合、物体はニュートンの運動の法則によって記述されるように、puretranslationで移動します。オブジェクトがapivotと呼ばれる場所に制限されている(または固定されている)場合、オブジェクトはピボットについて回転しますが、変換されません。力はピボットを通して伝達され、回転の詳細はピボットに加えられた力からの距離に依存する。オブジェクトが拘束されておらず、重力の中心から一定の距離で力が加えられた場合、オブジェクトは両方とも重心を中心に回転します。回転の詳細は、重力の中心に適用される力。飛行物体の動きは、この第三のタイプの動きによって記述されています; 並進と回転の組み合わせ。
力Fはavector量であり、それは大きさとそれに関連する方向の両方を有することを意味する。 オブジェクトの結果として生じる動きは力と同じ方向にあるため、力の方向性は重要です。力と、拘束された物体の重心、または拘束された物体のピボットまでの垂直距離の積は、トルクまたはモーメントと呼ばれます。トルクはベクトル量でもあり、力が平行移動を生成するのと同じ方法で回転を生成します。 すなわち、静止している物体、または一定の角速度で回転している物体は、外部トルクの影響を受けるまで継続します。 トルクは、角加速度と呼ばれる角速度で変化を生じます。
トルクTを決定するために使用される距離Lは、pivotから力までの距離ですが、力の方向に垂直に測定されます。図には、基本原則を説明するためにトルクの四つの例を示していますtorques.In それぞれの例では、青いウェイトWが赤いバーに作用しています。
実施例1では、腕に垂直に力(重量)が加えられています。 この場合、垂直距離は、バーとトルクは長さと力の積に等しい。
T=F*L
例2では、同じ力がarmに適用されますが、力はthepivotを介して正しく機能します。 この場合、力に垂直なピボットからの距離ゼロです。 したがって、この場合、トルクもゼロです。蝶番を付けられたドアについて考えなさい。 蝶番の方のドアのontheの端を、押せば、ドアはトルクがゼロであるmovebecauseしません。
例3は、腕にある角度aで力が適用される一般的なケースです。 垂直距離は、三角形は、腕の長さ(L)に角度のコサイン(cos)を掛けたものである。トルクは次のように与えられます。
T=F*L*cos(a)
例1と2は、0度のコサインが1.0(例1)であり、90度のコサインが0.0(例2)であるため、この一般式から導出することができる。
例4では、ピボットがバーの端からバーの中央付近の場所に移動されています。 重みは両側に追加されます。pivot.To 右の単一の重みWは、ピボットからの距離L1で作用する力F1を生成します。 これにより、トルクT1は力と距離の製品。
T1=F1*L1
ピボットの左に二つの重みWは、距離L2で力F2を生成します。これは反対の方向のdistanceisのでT1からの反対の方向のproducesaのトルクT2。
T2=F2*L2
システムが平衡状態または平衡状態にある場合、トルクは等しくなり、正味のトルクはシステムに作用しません。
T1=T2またはT1-T2=0
F1*L1=F2*L2
システムが平衡状態または不平衡状態でない場合、バーはより高いトルクF2=2*F1の場合、システムのバランスをとるためのL1とL2の関係は何ですか? F2=2*F1、およびL1=L2の場合、システムはどの方向に回転しますか?
航空技術者は、空力面によって生成されたトルクを使用します航空機を安定させ、制御するために。飛行機では、制御面は、力学的な力。これらの力は、航空機cgとそのため、航空機が回転するためです。 エベータはアピッチングモーメントを、エベータはアヤリングモーメントを、エベロンはアヤリングモーメントを生成する。 力と瞬間の量を変化させる能力は、パイロットが航空機を操縦するか、または操縦することを可能にする。モデルロケットでは、重力のrocketcenterについてのトルクを発生させるのに使用されるthefinsareは動力を与えられた飛行をprovidestabilityduring。凧では、空力力と重量力は、ブリドルポイントについてのトルクを生成します。手綱ポイントからの間隔およびtheforcesの大きさは凧のtheperformanceに対する強い効果をもたらします。
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