콘텐츠
상상해보십시오 : 나무 판자에서 볼트를 풀어야합니다. 올바른 크기의 렌치를 찾아 볼트에 고정하십시오. 렌치를 풀기 시작하려면 핸들을 잡고 렌치 핸들에 수직 인 방향으로 당기거나 밀어야합니다. 렌치 방향으로 밀면 볼트에 토크가 걸리지 않으며 풀리지 않습니다.
토크는 회전 운동에 영향을 주거나 축을 중심으로 회전하는 힘으로 계산되는 영향입니다.
일반 토크 물리
토크를 결정하는 공식 τ 이다 τ = r × 에프, 어디 아르 자형 레버 암이고 에프 힘입니다. 생각해 내다, 아르 자형, τ, 에프 는 모두 벡터량이므로 연산은 스칼라 곱이 아니라 벡터 교차 곱입니다. 각도가 θ레버 암과 힘 사이에 알려진 토크의 크기는 τ = r F sin (θ)로 계산 될 수있다.
표준 또는 SI 토크 단위는 뉴턴 미터 또는 Nm입니다.
순 토크는 엔 다른 기여 세력. 그러므로:
Sigma ^ n_i vec { tau} = Sigma ^ n_i r_i F_i sin ( theta)운동학에서와 같이, 토크의 합이 0이면, 물체는 회전 평형 상태에 있으며, 이는 가속 또는 감속하지 않음을 의미합니다.
토크 물리학을위한 어휘
토크 방정식은 토크 생성 방법 및 순 토크 계산 방법에 대한 중요한 정보로 가득 차 있습니다. 방정식의 항을 이해하면 일반적인 순 토크 계산을 완료하는 데 도움이됩니다.
먼저, 회전축은 회전이 일어날 지점입니다. 렌치 토크 예제의 경우, 렌치가 볼트를 중심으로 회전하기 때문에 회전 축이 볼트 중심을 통과했습니다. 시소의 경우, 회전축은 벤치의 중앙에 있으며, 받침점을 배치하고 시소 끝의 아이들은 토크를 적용합니다.
다음으로 회전축과 가해진 힘 사이의 거리를 레버 암이라고합니다. 레버 암이 벡터 수량이기 때문에 레버 암을 결정하는 것은 까다로울 수 있으므로 가능한 많은 레버 암이있을 수 있지만 올바른 암은 하나만있을 수 있습니다.
마지막으로, 작용 라인은 레버 암을 결정하기 위해 가해진 힘으로부터 연장 될 수있는 가상의 라인이다.
토크 계산 예
대부분의 물리 문제를 시작하는 가장 좋은 방법은 상황에 대한 그림을 그리는 것입니다. 때때로 그 그림은 자유 물체도 (free body diagram, FBD)로 묘사되는데, 여기서 힘이 작용하는 물체가 그려지고 힘은 방향과 크기가 표시된 화살표로 그려집니다. FBD에 추가해야 할 다른 중요한 정보는 좌표축과 회전축입니다.
순 토크를 해결하려면 정확한 자유 바디 다이어그램이 중요합니다.
1 단계 : FBD를 그리고 좌표 축을 포함시킵니다. 회전축에 라벨을 붙입니다.
2 단계 : 회전축을 기준으로 힘을 정확하게 배치하기 위해 제공된 정보를 사용하여 몸에 작용하는 모든 힘을 그립니다.
3 단계 : 레버 암 (문제에있을 수 있음)을 결정하려면 회전 암을 통해 회전축을 통해 힘에 직각을 이룰 수 있도록 힘에서 작용선을 확장하십시오.
4 단계 : 문제 정보는 레버 암과 힘 사이의 각도에 대한 정보를 제공하여 토크 기여도를 계산할 수 있습니다. τ나는 = r나는 에프나는 죄 (θ나는).
5 단계 : 순 토크를 결정하기 위해 각 N 힘의 각 기여를 합산합니다.