Mô men lực
Moment lực là một đại lượng trong vật lý, thể hiện tác động gây ra sự quay quanh một điểm hoặc một trục của một vật thể. Nó là khái niệm mở rộng cho chuyển động quay từ khái niệm lực trong chuyển động thẳng.
Mô men lực | |
---|---|
Mối quan hệ giữa lực F, mô-men (moment) xoắn τ, động lượng tuyến tính p, và mô men động lượng L trong một hệ thống trong đó có vòng xoay hạn chế để chỉ một mặt phẳng (các lực và mô-men (moment) của trọng lực và lực ma sát không đã được xét tới). | |
Ký hiệu thường gặp | , M |
Đơn vị SI | N⋅m/rad |
Đơn vị khác | pound-force-feet, lbf⋅inch, ozf⋅in |
Trong hệ SI | kg⋅m²⋅s−2rad-1 |
Thứ nguyên | M L2T−2 |
Biểu thức moment lực:
Trong đó:
Khái niệm cánh tay đòn
sửaLà một đặc điểm về khoảng cách, là chìa khóa hoạt động của đòn bẩy, ròng rọc, bánh răng và đa số các bộ máy cơ bản có khả năng tạo ra các mô hình cơ học nâng cao.
Moment lực được đưa ra từ khi Archimedes khám phá ra nguyên lý hoạt động của đòn bẩy. Trong một đòn bẩy, Archimedes thấy rằng độ lớn của khả năng tác động lực tỷ lệ thuận với độ lớn của lực và đồng thời tỷ lệ thuận với khoảng cách từ điểm tác dụng lực tới tâm quay (cánh tay đòn).
Trong chuyển động quay của vật thể rắn, nếu không có moment lực tác động lên vật, moment động lượng của vật thể sẽ không thay đổi theo thời gian. Khi có moment lực, M, moment động lượng, L, thay đổi theo phương trình tương tự như định luật 2 Newton:
Nếu moment quán tính của vật thể không thay đổi, phương trình trên trở thành:
- đối với một điểm tựa, tổng các mô men (moment) lực của các lực quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng các mô men (moment) lực của các lực quay ngược chiều kim đồng hồ
Với ω là vận tốc góc của chuyển động quay của vật, có thể coi là gia tốc góc của vật thể. Đối với vật thể quay,ta có công thức tính mô men (moment): M=I*B; với B: gia tốc góc; I: moment quán tính.
Điều kiện cân bằng của vật rắn có trục quay cố định (còn gọi là quy tắc mô men (moment))
sửaVật rắn có trục quay cố định nằm cân bằng khi tổng mô men (moment) lực làm vật quay theo chiều kim đồng hồ bằng tổng mô men (moment) lực có tác dụng làm vật quay ngược chiều kim đồng hồ.
Momen của ngẫu lực
sửa
- Trong đó
- M: moment của ngẫu lực (N.m)
- F: lực tác dụng
- d: cánh tay đòn của ngẫu lực.
Xem thêm
sửaTham khảo
sửaLiên kết ngoài
sửa- Torque (moment of a force) tại Encyclopædia Britannica (tiếng Anh)