Hetki vs. pari
Voiman hetki ja pari ovat kaksi tärkeää mekaniikassa löydettyä käsitettä. Ne kuvaavat pyörimisen vaikutusta ja syytä voimajärjestelmissä, hiukkasjärjestelmissä ja jäykissä kappaleissa. Voiman momentti säätelee monia järjestelmien pyörimisominaisuuksia. Tietystä näkökulmasta se vastaa voimaa pyörimisdynamiikassa.
hetki
Momentti tai tarkemmin sanottuna voiman momentti on voiman kääntövaikutuksen mitta. Voiman momentti mitataan newtonmetreinä (Nm) SI-järjestelmässä, joka näyttää samanlaiselta kuin mekaanisen työn yksikkö, mutta jolla on täysin eri merkitys.
Kun voimaa kohdistetaan, se luo kääntövaikutuksen muussa pisteessä kuin voiman toimintalinjassa. Tämän vaikutuksen tai momentin määrä on suoraan verrannollinen voiman suuruuteen ja kohtisuoraan etäisyyteen voimaan pisteestä.
Voiman momentti=voima × kohtisuora etäisyys pisteestä voimaan
hetki τ=F × x
Jos voimajärjestelmässä ei ole resultanttimomentteja, eli ∑τ=0, järjestelmä on kiertotasapainossa.
Kun voiman momentilla on fyysinen merkitys, sitä kutsutaan usein "vääntömomentiksi".
Pari
Kun voimajärjestelmässä on kaksi samanlaista ja vastakkaista voimaa, joilla on erilliset toimintalinjat, sitä kutsutaan pariksi. Molemmat voimat luovat oman voimamomenttinsa, mutta parin nettomomentti on riippumaton tarkasteltavan pisteen sijainnista.
Pariskunnan hetken antaa;
Parin momentti=voiman suuruus × voimien välinen kohtisuora etäisyys
Vaikka lausekkeet ovat samanlaiset sekä voiman että parin momentille, taustalla oleva fysiikka on erilainen.
Vain yksi voima otetaan huomioon, vaikka parissa on kaksi voimaa. Toisen voiman kääntövaikutusta torjuu toinen. Siksi vain etäisyyden ero tarkastelusta pisteestä vastaa verkon kääntövaikutusta. Siksi pariskunnan hetki on vakio missä tahansa kohdassa parin tasangolla.
Aina kun voimaa kohdistetaan kääntövaikutuksen luomiseksi, todellisuudessa pari tuottaa vääntömomentin. Harkitse esimerkiksi jakoavaimen käyttöä pultin irroittamiseen. Kun voima kohdistetaan jakoavaimen varren päähän, pulttiin, joka on tässä tapauksessa nivel, syntyy samansuuruinen voima. Nämä kaksi yhtäläistä ja vastakkaista voimaa muodostavat parin, ja pari tuottaa pultin kääntämiseen tarvittavan vääntömomentin.
Mitä eroa on hetken ja parin välillä?
• Voiman momentti on voiman kääntövaikutuksen mitta pisteen ympäri. Pari koostuu kahdesta yhtä suuresta ja vastakkaisesta voimasta, jotka vaikuttavat kahdella eri, mutta samansuuntaisella toimintalinjalla. Jokaisella voimalla on oma hetki.
• Voiman momentti riippuu etäisyydestä nivelestä ja voiman suuruudesta, kun taas parin momentti on voimien kahden momentin nettovaikutus. Parin hetki on riippumaton tarkasteltavan pisteen sijainnista. Se on vakio koko tasossa.
