Dalam masalah pemutaran, jarak yang digunakan dalam momen (daya × jarak) mesti diukur pada sudut tepat dengan garis daya itu. Menyemak satu langkah ini menangkap banyak jawapan salah sebelum ia ditulis.
Pelajaran ini memperkemas rumus daripada mengira momen dan menamatkan momen dan kestabilan.
Mengapa jarak mesti serenjang?
Daya memutar objek paling berkesan apabila ia menolak pada sudut tepat dengan lengan. Jika ia menolak sebahagiannya sepanjang lengan, bahagian itu menolak atau menarik ke arah pangsi dan tidak memutar apa-apa.
Jarak serenjang mengambil hanya bahagian yang berguna. Lukis garis tindakan daya, panjangkan ke kedua-dua arah, kemudian ukur jarak terpendek dari pangsi ke garis itu.
Bagaimana menyemaknya pada rajah?
- Tandakan pangsi dan lukis anak panah daya.
- Panjangkan garis daya melalui anak panah ke kedua-dua arah.
- Jatuhkan garis dari pangsi ke garis daya supaya bertemu pada 90°.
- Ukur atau kira panjang itu. Inilah d.
- Tanya sama ada ia munasabah: d tidak boleh lebih panjang daripada garis lurus dari pangsi ke tempat daya dikenakan.
Contoh berlangkah
Sebatang palang berpangsi pada satu hujung. Daya 40 N bertindak pada satu titik di palang yang 0.50 m dari pangsi, tetapi daya itu tidak serenjang dengan palang.
Serenjang dari pangsi ke garis tindakan daya panjangnya 0.30 m. Kaki serenjang itu berada 0.40 m sepanjang garis itu dari titik di mana daya dikenakan. Cari momen.
Langkah 1, kenal pasti segi tiga: sisinya ialah 0.30 m (serenjang), 0.40 m (sepanjang garis daya) dan 0.50 m (sepanjang palang). Ini segi tiga 3-4-5 yang dengan skala 0.1, dan panjangnya konsisten: 0.30² + 0.40² = 0.09 + 0.16 = 0.25 = 0.50².
Langkah 2, pilih d: jarak serenjang ialah 0.30 m, bukan 0.50 m.
Langkah 3, darab: 40 × 0.30 = 12 N m.
Jawapan: 12 N m.
Jika sudut θ antara garis daya dengan palang diberi, d = 0.50 × sin θ. Di sini sin θ = 0.30 ÷ 0.50 = 0.60, jadi hasilnya sama.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kesilapan lazim ialah menggunakan panjang palang sebagai jarak, walau apa pun arah daya.
Pengiraan yang salah: 40 × 0.50 = 20 N m.
0.50 m ialah sepanjang palang. Daya tidak bertindak serenjang dengannya, jadi jarak pemutaran lebih pendek.
Pembetulannya ialah melukis serenjang dari pangsi ke garis daya dan menggunakan panjang itu. Jawapan salah 20 N m terlalu besar. Menggunakan panjang palang biasanya melebihkan momen.
Semak sendiri
1. Daya 30 N bertindak sepanjang garis yang melalui pangsi dengan tepat. Berapakah momennya pada pangsi?
Lihat jawapan
Jarak serenjang ialah 0, jadi momen = 30 × 0 = 0 N m.
2. Pintu selebar 0.90 m. Seseorang menolak pada tepinya serenjang dengan 10 N. Kemudian dia menolak pada titik yang sama dengan 10 N, tetapi daya itu membentuk 30° dengan permukaan pintu. Cari kedua-dua momen pada engsel. (sin 30° = 0.5)
Lihat jawapan
Sudut tepat: 10 × 0.90 = 9.0 N m. Pada 30°: d = 0.90 × sin 30° = 0.45 m, jadi momen = 10 × 0.45 = 4.5 N m. Tolakan condong mempunyai separuh kesan pemutaran.
3. Palang panjangnya 0.50 m dari pangsi ke titik daya dikenakan. Jarak serenjang dari pangsi ke garis daya 25 N ialah 0.30 m. Cari momen.
Lihat jawapan
Gunakan jarak serenjang: 25 × 0.30 = 7.5 N m. Menggunakan 0.50 m akan memberi 12.5 N m yang salah.
Ke mana selepas ini
Satukan kelima-lima pelajaran dalam set latihan momen dan kestabilan. Papan penaakulan segi tiga dan bearing juga membantu anda berlatih memilih segi tiga yang betul sebelum mengira.
Jika anda faham idea tetapi sukar mengesan jarak yang betul pada rajah baharu, guru dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu boleh menumpukan latihan pada satu tabiat itu.