Różnica między momentem obrotowym a skrętnym

Torque vs Torsion

Moment obrotowy i skręcanie to dwie bardzo ważne koncepcje w takich dziedzinach, jak inżynieria, fizyka i mechanika silnika. Moment obrotowy i skręcanie są wynikiem sprzężonych sił. Koncepcje te są niezwykle przydatne przy projektowaniu konstrukcji i maszyn i należy je uwzględnić ze względu na ogromny wpływ na stabilność systemu. W tym artykule omówimy przyczyny skręcania i momentu obrotowego, ich znaczenie, sposób ich mierzenia lub obliczania oraz ich podobieństwa i różnice.

Moment obrotowy

Torque jest doświadczany w prostych codziennych czynnościach, takich jak obracanie klamki, dokręcanie śruby, obracanie kierownicy, wiosłowanie na rowerze, a nawet obracanie głowy. Należy zauważyć, że w każdej z tych czynności ruchy są ruchami kołowymi lub obrotowymi. Można wykazać, że w każdym ruchu, w którym zachodzi zmiana momentu pędu, na przedmiot działa zawsze moment obrotowy. Moment obrotowy jest wytwarzany przez parę sił, podobnych wielkości i przeciwnych w kierunku i równoległych do siebie. Te dwie siły są oddzielone skończoną odległością. W fizyce pojęcie momentu ma również takie samo znaczenie jak moment obrotowy. Moment obrotowy jest definiowany jako tendencja siły do ​​obracania obiektu wokół osi, punktu podparcia lub osi obrotu. Moment obrotowy można również zapewnić przy użyciu pojedynczej siły działającej w odległości r od osi obrotu. Moment obrotowy takiego układu jest równy iloczynowi przyłożonej siły ir. Moment obrotowy jest matematycznie zdefiniowany jako szybkość zmiany momentu pędu i obiektu. Widać wyraźnie, że jest to zgodne z relacją siła - pęd liniowy w ruchach liniowych. Moment obrotowy jest również równy iloczynowi momentu bezwładności i przyspieszenia kątowego. Moment obrotowy jest wektorem o kierunku określonym przez iloczyn krzyżowy siły i odległości. Jest on prostopadły do ​​płaszczyzny obrotu.

Skręcenie

Skręcanie występuje w codziennych czynnościach, takich jak dokręcanie śruby lub skręcanie szmatki. Skręcanie to deformacja obiektów spowodowana parą równych i przeciwnych momentów obrotowych. Może wystąpić skręcenie, nawet jeśli moment obrotowy netto układu wynosi zero. Jeżeli pojedynczy przedmiot zostanie przyłożony do nieruchomego obiektu, który nie może się swobodnie obracać w dowolnym kierunku, zawsze powstanie inny moment obrotowy wytworzony przez siły reakcyjne w ustalonym punkcie. Wielkość skręcenia spowodowanego przyłożonym momentem zależy od sztywności skrętnej układu. Kąt skrętu i moment obrotowy utrzymują zależność liniową, przy czym sztywność skrętna jest stałą proporcjonalności.