Tõenäoliselt teate, et kui lükkate või tõmbate objekti (jõu avaldamine), liigub see kaugusesse. Kaugus, mille see liigub, sõltub sellest, kui raske objekt on ja kui palju jõudu rakendate. Kui aga objekt on mingil hetkel fikseeritud (nimetatakse “pöörlemispunktiks” või “teljeks”) ja lükkate või tõmbate objekti sellest punktist mingil kaugusel, hakkab objekt selle telje ümber pöörlema. Selle pöörlemise suurus on pöördemoment (Ï„), mida väljendatakse njuutonmeetrites (N∙m). Kõige lihtsam viis pöördemomendi arvutamiseks on korrutada avaldatava jõu njuutonites kauguse meetritest teljest. Kolmemõõtmeliste objektide jaoks on olemas ka selle valemi pöörlemisversioon, mis kasutab inertsmomenti ja nurkiirendust. Pöördemomendi arvutamine on füüsika mõiste, mis nõuab algebra, geomeetria ja trigonomeetria mõistmist.
1
Leidke momendi käe pikkus. Kaugust teljest või pöörlemispunktist jõu rakendamise punktini nimetatakse momendiõlaks. Seda kaugust väljendatakse tavaliselt meetrites (m). Kuna pöördemoment on pöörlemisjõud, on see kaugus ka raadius. Sel põhjusel näete seda mõnikord pöördemomendi põhivõrrandis tähistatuna tähega “r”.
2
Töötage välja jõud, mida rakendatakse risti momendi haruga. Momendihooga risti rakendatav jõud tekitab suurima pöördemomendi. Lihtsaim pöördemomendi võrrand eeldab, et jõud rakendatakse risti momendi õlavarrega. Pöördemomendiprobleemide korral antakse teile tavaliselt jõu suurus. Kui aga peate selle ise välja töötama, peate teadma objekti massi ja objekti kiirendust m/s2. Newtoni teise seaduse järgi on jõud võrdne massi ja kiirendusega (F=m×a{displaystyle F=mtimes a}).
3
Pöördemomendi leidmiseks korrutage jõud kaugusega. Pöördemomendi põhivalem on Ï„=F×r{displaystyle tau =Ftimes r}, kus pöördemomenti tähistatakse kreeka tähega tau (Ï„) ja see võrdub jõuga (F) korrutatud vahemaa (või raadiusega) , r). Kui teate jõu suurust (njuutonites) ja kaugust (meetrites), saate lahendada pöördemomendi, mis on väljendatud njuutonmeetrites (N∙m). Oletame näiteks, et teil on jõud, mis on teie objektiga risti avaldades 20 njuutonit jõudu objektile 10 meetri kaugusel teljest. Pöördemomendi suurus on 200 Nâ™m: Ï„=20–10=200{displaystyle tau =20times 10=200}
4
Näidake jõu suunda positiivse või negatiivse pöördemomendiga. Nüüd teate pöördemomendi suurust, kuid te ei tea, kas see on positiivne või negatiivne. See sõltub pöörlemissuunast. Kui objekt pöörleb vastupäeva, on pöördemoment positiivne. Kui objekt pöörleb päripäeva, on pöördemoment negatiivne. Näiteks kui objekt liigub päripäeva ja pöördemomendi suurus on 200 Nâ™m, väljendaksite seda -200 Nâ™m pöördemomendina. Kui pöördemomendi suurus on positiivne, pole märki vaja. Pöördemomendi suuruse väärtus jääb samaks. Kui väärtuse ette ilmub negatiivne märk, tähendab see lihtsalt seda, et kõnealune objekt pöörleb päripäeva.
5
Individuaalsed pöördemomendid antud telje ümber, et leida puhaspöördemoment (Στ). Objektile, mis asub teljest erineval kaugusel, võib olla rohkem kui üks jõud. Kui üks jõud surub või tõmbab teisele jõule vastupidises suunas, pöörleb objekt tugevama pöördemomendi suunas. Kui puhas pöördemoment on null, on teil tasakaalustatud süsteem. Kui teile on antud netopöördemoment, kuid mitte mõni muu muutuja, näiteks jõud, kasutage puuduva muutuja lahendamiseks algebralisi põhiprintsiipe. Oletagem näiteks, et teile öeldakse, et puhas pöördemoment on null. Pöördemomendi suurus ühel pool telge on 200 Nâ™m. Teisel pool telge rakendatakse jõudu teljelt vastassuunas 5 meetri kaugusel teljest. Kuna teate, et puhas pöördemoment on 0, siis teate, et 2 jõudu peavad liitma 0, nii et saate koostada võrrandi, et leida puuduv jõud: 200+(F×5)=0{displaystyle 200+(F korda 5)=0}F×5=−200{displaystyle Ftimes 5=-200}F=−2005{displaystyle F=-{frac {200}{5}}}F=− 40{displaystyle F=-40}
6
Alusta radiaalvektori kaugusest. Radiaalvektor on joon, mis ulatub pöörlemisteljest või -punktist. See võib olla ka mis tahes objekt, näiteks uks või kella minutiosuti. Pöördemomendi arvutamisel mõõdetav kaugus on kaugus teljest punktini, kus vektori pööramiseks rakendatakse jõudu. Enamiku füüsikaülesannete puhul mõõdetakse seda kaugust meetrites. Pöördemomendi võrrandis on see kaugus esitatud “r” raadiuse või radiaalvektori jaoks.
7
Arvutage rakendatava jõu suurus. Enamiku pöördemomendi probleemide korral antakse see väärtus ka teile. Jõu suurust mõõdetakse njuutonites ja seda rakendatakse kindlas suunas. Selle asemel, et olla radiaalvektoriga risti, rakendatakse jõudu nurga all, mis annab teile radiaalse vektori. Kui teile pole jõu suurust ette nähtud, korrutaksite jõu leidmiseks massi ja kiirenduse, mis tähendab teile tuleks need väärtused anda. Teile võidakse anda ka pöördemoment ja kästakse lahendada jõud. Pöördemomendi võrrandis tähistab jõudu “F”.
8
Mõõtke jõuvektori ja radiaalvektori poolt moodustatud nurk. Nurk, mida mõõdate, on jõuvektorist paremal olev nurk. Kui mõõtmine pole teie jaoks ette nähtud, kasutage nurga mõõtmiseks kompassi. Kui jõudu rakendatakse radiaalvektori otsale, pikendage oma nurga saamiseks radiaalvektorit sirgjooneliselt välja. Pöördemomendi võrrandis tähistab seda nurka kreeka täht teeta “θ”. Tavaliselt näete seda kui “nurk θ” või “nurk teeta”.
9
Kasutage oma kalkulaatorit nurga θ siinuse leidmiseks. Pöördemomendi võrrandis korrutate radiaalvektori kauguse ja jõu suuruse äsja mõõdetud nurga siinusega. Sisestage nurga mõõtmine kalkulaatorisse, seejärel vajutage nurga siinuse saamiseks nuppu “patt”. Kui määraksite nurga siinuse käsitsi, vajaksite mõõtmisi nurga vastaskülje ja hüpotenuusi külje jaoks. täisnurkne kolmnurk. Kuna enamik pöördemomendi probleeme ei hõlma täpsete mõõtmiste tegemist, ei peaks te selle pärast muretsema.
10
Pöördemomendi leidmiseks korrutage vahemaa, jõud ja siinus. Pöördemomendi täielik valem nurga all oleva jõu korral on Ï„=r×F×sinθ{displaystyle tau =rtimes Ftimes sintheta }. Tulemust väljendatakse njuutonmeetrites (N∙m). Oletame näiteks, et teil on 10 meetri pikkune radiaalvektor. Teile öeldakse, et sellele radiaalvektorile rakendatakse 70° nurga all 20 njuutonit jõudu. Leiate, et pöördemoment on 188 N∙m: Ï„=10×20×sin70∘=10×20×0,94=188{displaystyle tau =10times 20times sin70^{circ }=10 korda 20 korda 0,94=188}
11
Leidke inertsimoment. Objekti nurkkiirendusega liigutamiseks vajalik pöördemoment sõltub objekti massi jaotusest või selle inertsmomendist, mida väljendatakse kg-m2-des. Kui inertsmomenti pole ette nähtud, saate seda ka Internetist otsida tavaliste objektide jaoks. Oletagem näiteks, et proovite välja selgitada tahkel ketta pöördemomendi suurust. Tahke plaadi inertsimoment on 12MR2{displaystyle {frac {1}{2}}MR^{2}}. “M” selles võrrandis tähistab ketta massi, samas kui “R” tähistab raadiust. Kui teate, et ketta mass on 5 kg ja raadius 2 meetrit, saate määrata, et inertsmoment on 10 kg-m2: 12(5-22)=12(5-4)=12(20) =10{displaystyle {frac {1}{2}}(5 korda 2^{2})={frac {1}{2}}(5 korda 4)={frac {1}{ 2}}(20)=10}
12
Määrake nurkkiirendus. Kui proovite leida pöördemomenti, antakse nurkkiirendus tavaliselt teile. See on summa radiaanides/s2, mille võrra objekti kiirus pöörlemisel muutub. Pidage meeles, et nurkkiirendus võib olla null, kui objekt liigub konstantsel kiirusel ega kiirenda ega aeglustu.
13
Pöördemomendi leidmiseks korrutage inertsimoment nurkkiirendusega. Pöördemomendi täisvalem, kasutades inertsmomenti ja nurkiirendust, on Ï„=Iα{displaystyle tau =mathrm {I} alpha }, kus “Ï” tähistab pöördemomenti, “I” tähistab inertsmoment ja “α” tähistab nurkkiirendust. Kui proovite leida pöördemomenti, korrutage tulemuse saamiseks lihtsalt inertsimoment ja nurkkiirendus. Nagu ka teiste võrrandite puhul, kui proovite leida üht teist väärtust, saate võrrandi ümber järjestada, kasutades tavalisi algebralisi põhimõtteid. Oletagem näiteks, et teate, et objekti inertsimoment on 10 kg-m2. Samuti öeldakse teile, et pöördemoment on 20 Nâ™m, kuid peate välja selgitama nurkkiirenduse. Kuna teate, et Ï„=Iα{displaystyle tau =mathrm {I} alpha }, teate ka seda, et α=Ï„I{displaystyle alpha ={frac {tau }{mathrm {I} }}}. Kui sisestate teadaolevad muutujad, näete, et objekti nurkiirendus on 2 radiaani/s2: α=2010=2{displaystyle alpha ={frac {20}{10}}=2 }