מומנט בפיזיקה: הגדרה ודוגמאות

מומנט (הידוע גם בשם רגע, או רגע של כוח) הוא הנטייה של א כוח לגרום או לשנות את תנועה סיבובית של גוף. זהו פיתול או כוח מפנה על עצם. מומנט מחושב על ידי הכפלת כוח ומרחק. זה וקטור כמות, כלומר יש לזה גם כיוון וגם גודל. או מהירות הזווית של ה- רגע האינרציה של אובייקט משתנה, או שניהם גם יחד.

מערכת המדידה הבינלאומית (יחידות SI) המשמש למומנט הוא מטר ניוטון או N * m. למרות ש- Newton-meters שווים ל ג'ולסמכיוון שמומנט אינו פועל או אנרגיה, כך שיש לבטא את כל המדידות במטרוני ניוטון. מומנט מיוצג על ידי האות היוונית טאו: τ בחישובים. כאשר זה נקרא רגע הכוח, הוא מיוצג על ידי M. ביחידות אימפריאליות, אתה עשוי לראות רגל-כח רגל-רגל (lb⋅ft) שעשויה להיות מקוצרת כ- £-רגל, כאשר "הכוח" מרומז.

גודל המומנט תלוי בכוח המופעל, באורך זרוע המנוף שמתחבר הציר לנקודה בה מופעל הכוח, והזווית בין וקטור הכוח למנוף זרוע.

המרחק הוא הזרוע הרגעית, המכונה לרוב r. זהו וקטור שמצביע מציר הסיבוב למקום בו הכוח פועל. על מנת לייצר יותר מומנט, עליכם להפעיל כוח יותר מנקודת הציר או להפעיל יותר כוח. כמו שאמר ארכימדס, בהינתן מקום לעמוד עם מנוף מספיק ארוך, הוא יכול היה להזיז את העולם. אם אתה לוחץ על דלת ליד הצירים, אתה צריך להשתמש בכוח רב יותר כדי לפתוח אותה מאשר אם דחף אותה ליד ידית הדלת שתי רגליים רחוק יותר מהצירים.

אם וקטור הכוח θ = 0 ° או 180 ° הכוח לא יגרום לסיבוב כלשהו על הציר. זה יכול להיות מתרחק מציר הסיבוב מכיוון שהוא נמצא באותו כיוון או נעה לכיוון ציר הסיבוב. ערך המומנט לשני המקרים הללו הוא אפס.

וקטורי הכוח היעילים ביותר לייצור מומנט הם θ = 90 ° או -90 °, הניצבים בניצב לווקטור המיקום. זה יעשה הכי כדי להגדיל את הסיבוב.

חלק מסובך בעבודה עם מומנט הוא זה מחושב באמצעות א מוצר וקטורי. המומנט הוא בכיוון המהירות הזוויתית שתופק על ידיו, כך שהשינוי במהירות הזוויתית הוא בכיוון המומנט. השתמשו ביד ימין וסלסלו את אצבעות כף היד בכיוון הסיבוב שנגרם על ידי הכוח ואגודלכם יצביע לכיוון של וקטור המומנט.

בעולם האמיתי, לעתים קרובות אתה רואה יותר מכוח אחד הפועל על חפץ שגורם מומנט. מומנט הרשת הוא סכום המומנטים הבודדים. בשיווי משקל סיבובי, אין עצם מומנט נטו על העצם. יתכנו מומנטים בודדים, אך הם מסתכמים באפס ומבטלים זה את זה.

• ג'יאנקולי, דאגלס סי. "פיזיקה: עקרונות עם יישומים," מהדורה 7 בוסטון: פירסון, 2016.
• ווקר, ג'רל, דייוויד האלידיי ורוברט רזניק. "יסודות הפיזיקה", מהדורה עשר. לונדון: ג'ון וויילי ובניו, 2014.