Momen Karakteristik dan Formula Torsi, Latihan Latihan



itu memutar momen, torsi atau momen gaya adalah kapasitas gaya untuk menyebabkan belokan. Secara etimologis ia menerima nama torsi sebagai derivasi dari kata bahasa Inggris torsi, dari bahasa latin Torquere (memutar).

Momen puntir (berkenaan dengan titik tertentu) adalah kuantitas fisik yang dihasilkan dari produksi produk vektor antara vektor posisi titik di mana gaya diterapkan dan gaya yang diberikan (dalam urutan yang ditunjukkan). Momen ini tergantung pada tiga elemen utama.

Yang pertama dari elemen-elemen ini adalah besarnya gaya yang diterapkan, yang kedua adalah jarak antara titik di mana ia diterapkan dan titik sehubungan dengan mana tubuh berputar (juga disebut lengan tuas), dan elemen ketiga adalah sudut penerapan kekuatan tersebut.

Semakin besar kekuatan, semakin besar gilirannya. Hal yang sama berlaku untuk lengan tuas: semakin besar jarak antara titik di mana gaya diterapkan dan titik sehubungan dengan yang menghasilkan belokan, semakin besar ini.

Logikanya, torsi adalah minat khusus dalam konstruksi dan industri, serta hadir dalam aplikasi yang tak terhitung jumlahnya untuk rumah, seperti ketika mur dikencangkan dengan kunci pas.

Indeks

  • 1 Formula
    • 1.1 Unit
  • 2 Karakteristik
  • 3 Menghasilkan momen torsi
  • 4 Aplikasi
  • 5 Latihan dipecahkan
    • 5.1 Latihan 1
    • 5.2 Latihan 2
  • 6 Referensi

Formula

Ekspresi matematis dari momen torsi gaya sehubungan dengan titik O diberikan oleh: M = rx F

Dalam ungkapan ini r adalah vektor yang menggabungkan titik O dengan titik P dari penerapan gaya, dan F adalah vektor gaya yang diterapkan.

Satuan ukuran saat ini adalah N ∙ m, yang meskipun secara dimensi setara dengan Juli (J), memiliki arti yang berbeda dan tidak boleh dikacaukan.

Oleh karena itu, modul torsi mengambil nilai yang diberikan oleh ekspresi berikut:

M = r ∙ F ∙ sin α

Dalam ungkapan tersebut, α adalah sudut antara vektor gaya dan vektor r atau tuas lengan. Diperkirakan torsi positif jika tubuh berputar ke arah yang berlawanan arah jarum jam; sebaliknya, itu negatif ketika berputar searah jarum jam.

Unit

Seperti yang telah disebutkan di atas, satuan pengukuran torsi dihasilkan dari produk satu satuan gaya per satu satuan jarak. Khususnya, dalam Sistem Satuan Internasional, meter newton yang simbolnya • digunakan..

Pada tingkat dimensional, newton meter mungkin tampak setara dengan Juli; Namun, dalam kasus apa pun Juli tidak boleh digunakan untuk mengekspresikan momen. Juli adalah unit untuk mengukur karya atau energi yang, dari sudut pandang konseptual, sangat berbeda dari momen puntir.

Demikian juga, momen puntir memiliki karakter vektor, yang merupakan pekerjaan skalar dan energi.

Fitur

Dari apa yang telah dilihat berikut bahwa momen puntir gaya sehubungan dengan suatu titik mewakili kapasitas gaya atau rangkaian gaya untuk memodifikasi rotasi benda tersebut di sekitar sumbu yang melewati titik.

Oleh karena itu, momen puntir menghasilkan akselerasi sudut pada tubuh dan besarnya karakter vektor (dengan apa yang didefinisikan dari modul, alamat, dan indra) yang hadir dalam mekanisme yang telah diserahkan untuk torsi atau lentur.

Torsi akan menjadi nol jika vektor gaya dan vektor r memiliki arah yang sama, karena dalam hal ini nilai sin α akan menjadi nol.

Menghasilkan momen torsi

Diberikan benda tertentu tempat serangkaian gaya bekerja, jika gaya yang diberikan bekerja pada bidang yang sama, torsi yang dihasilkan dari penerapan semua gaya ini; adalah jumlah momen puntir yang dihasilkan dari setiap gaya. Oleh karena itu, memang benar bahwa:

M.T = Σ M = M1 + M.2 + M.3 +...

Tentu saja, perlu diperhatikan kriteria tanda untuk momen torsi, seperti dijelaskan di atas.

Aplikasi

Torsi hadir dalam aplikasi sehari-hari seperti mengencangkan mur dengan kunci pas, atau membuka atau menutup keran atau pintu.

Namun, aplikasinya melangkah lebih jauh; torsi juga ditemukan pada sumbu-sumbu mesin atau dalam hasil dari upaya yang menjadi sasaran balok. Karena itu, aplikasinya dalam industri dan mekanik banyak dan beragam.

Latihan yang diselesaikan

Di bawah ini adalah beberapa latihan untuk memfasilitasi pemahaman yang dijelaskan sebelumnya.

Latihan 1

Diberikan gambar berikut di mana jarak antara titik O dan titik A dan B masing-masing 10 cm dan 20 cm:

a) Hitung nilai modulus torsi terhadap titik O jika gaya 20 N diterapkan pada titik A.

b) Hitung berapa nilai gaya yang diterapkan pada B untuk mencapai torsi yang sama dengan yang diperoleh pada bagian sebelumnya.

Solusi

Pertama-tama adalah mudah untuk meneruskan data ke unit-unit sistem internasional.

rA = 0,1 m

rB = 0,2 m

a) Untuk menghitung modul torsi kami menggunakan rumus berikut:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,1 ∙ 20 ∙ 1 = 2 N ∙ m

b) Untuk menentukan kekuatan yang diminta, lanjutkan dengan cara yang sama:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,2 ∙ F ∙ 1 = 2 N ∙ m

Kliring F Anda mendapatkan itu:

F = 10 N

Latihan 2

Seorang wanita menghasilkan kekuatan 20 N pada ujung kunci pas sepanjang 30 cm. Jika sudut gaya dengan pegangan tombol adalah 30 °, berapakah torsi mur?

Solusi

Formula berikut diterapkan dan yang berikut ini dioperasikan:

M = r ∙ F ∙ sin α = 0,3 ∙ 20 ∙ 0,5 = 3 N ∙ m

Referensi

  1. Momen kekuatan. (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 14 Mei 2018, dari es.wikipedia.org.
  2. Torsi. (n.d.). Di Wikipedia. Diperoleh pada 14 Mei 2018, dari en.wikipedia.org.
  3. Serway, R.A. dan Jewett, Jr. J.W. (2003). Fisika untuk Ilmuwan dan Insinyur. Ed 6 Brooks Cole.
  4. Marion, Jerry B. (1996). Dinamika klasik partikel dan sistem. Barcelona: Ed. Reverté.
  5. Kleppner, Daniel; Kolenkow, Robert (1973). Pengantar Mekanika. McGraw-Hill.