Navor , navor in moment sile je sposobnost sile, da bo povzročil preobrat. Etimološko prejema ime navora kot izpeljanko angleške besede torque, od latinske torquere (to twist).
Navor (glede na določeno točko) je fizična velikost, ki izhaja iz vektorskega produkta med vektorji položaja točke, kjer deluje sila, in napetostjo (v navedenem vrstnem redu). Ta trenutek je odvisen od treh glavnih elementov.
Prvi od teh elementov je velikost uporabljene sile, drugi je razdalja med točko, kjer je uporabljena, in točko, v zvezi s katero se telo vrti (imenovano tudi ročica ročice), tretji element pa je kot uporabe omenjene sile.
Večja kot je sila, večji je spin. Enako se zgodi z ročico ročice: večja kot je razdalja med točko, kjer je sila uporabljena, in točko, v zvezi s katero povzroči zavoj, večja bo to.
Seveda je navor še posebej zanimiv v gradbeništvu in industriji, pa tudi pri neštetih aplikacijah za dom, na primer pri zategovanju matice z ključem.
Formule
Matematični izraz navora sile okoli točke O je podan z: M = rx F
V tem izrazu je r vektor, ki povezuje točko O s točko P sile sile, F pa vektor uporabljene sile.
Merske enote trenutka so N ∙ m, ki pa so dimenzijsko enakovredne Jouleu (J), imajo drugačen pomen in jih ne smemo zamenjati.
Zato modul navora prevzame vrednost, ki jo poda naslednji izraz:
M = r ∙ F ∙ sin α
V tem izrazu je α kot med vektorjem sile in vektorjem ročice. Navor se šteje za pozitiven, če se telo vrti v nasprotni smeri urinega kazalca; nasprotno, negativno je, ko se vrti v smeri urinega kazalca.
Enote
Kot smo že omenili, je merska enota navora rezultat produkta enote sile in oddaljene enote. Mednarodni sistem enot natančneje uporablja merilnik newtona, katerega simbol je N • m.
Na dimenzijski ravni se lahko newtonski meter zdi enakovreden joulu; vendar julija v nobenem primeru ne bi smeli uporabljati za izražanje trenutkov. Joule je enota za merjenje del ali energij, ki se s konceptualnega vidika zelo razlikujejo od torzijskih trenutkov.
Na enak način ima torzijski moment vektorski značaj, ki je hkrati skalarno delo in energija.
značilnosti
Iz prikazanega je razvidno, da navor sile glede na točko predstavlja zmogljivost sile ali niza sil, da spremeni vrtenje omenjenega telesa okoli osi, ki poteka skozi točko.
Torej torzijski moment ustvarja kotni pospešek na telesu in je velikost vektorskega značaja (tako je določen iz modula, smeri in občutka), ki je prisoten v mehanizmih, ki so bili podvrženi do torzije ali upogiba.
Navor bo nič, če imata vektor sile in vektor r isto smer, saj bo v tem primeru vrednost sin α enaka nič.
Rezultat navora
Glede na določeno telo, na katerega deluje sila sil, če uporabljene sile delujejo v isti ravnini, navor, ki izhaja iz uporabe vseh teh sil; je vsota torzijskih trenutkov, ki izhajajo iz vsake sile. Zato je res, da:
M T = ∑ M = M 1 + M 2 + M 3 +…
Seveda je treba upoštevati merilo znaka za torzijske trenutke, kot je razloženo zgoraj.
Prijave
Navor je prisoten v takšnih vsakdanjih aplikacijah, kot je zategovanje matice z ključem ali odpiranje ali zapiranje pipe ali vrat.
Vendar pa njegove aplikacije gredo veliko dlje; navor se nahaja tudi v oseh strojev ali kot rezultat naporov, ki so jim izpostavljeni nosilci. Zato so njegove uporabe v industriji in mehaniki številne in raznolike.
Rešene vaje
Spodaj je nekaj vaj za lažje razumevanje zgoraj navedenega.
Vaja 1
Glede na naslednjo sliko, na kateri so razdalje med točko O in točkama A in B 10 cm in 20 cm:
a) Izračunajte vrednost modula navora glede na točko O, če se v točki A. uporabi sila 20 N.
b) Izračunajte, kakšna mora biti vrednost sile, uporabljene pri B, da dosežete enak navor kot dobljen v prejšnjem razdelku.
Rešitev
Prvič, priročno je prenašati podatke v enote mednarodnega sistema.
r A = 0,1 m
r B = 0,2 m
a) Za izračun modula navora uporabimo naslednjo formulo:
M = r ∙ F ∙ sin α = 0,1 ∙ 20 ∙ 1 = 2 N ∙ m
b) Za določitev zahtevane sile nadaljujte na podoben način:
M = r ∙ F ∙ sin α = 0,2 ∙ F ∙ 1 = 2 N ∙ m
Rešitev za F dobimo, da:
F = 10 N
Vaja 2
Ženska na koncu 30 cm dolgega ključa pritisne silo 20 N. Če je kot sile na ročaju ključa 30 °, kakšen je navor na matici?
Rešitev
Naslednja formula se uporablja in deluje:
M = r ∙ F ∙ sin α = 0,3 ∙ 20 ∙ 0,5 = 3 N ∙ m
Reference
- Trenutek sile. (drugo). Na Wikipediji. Pridobljeno 14. maja 2018 z es.wikipedia.org.
- Navor (drugo). V Wikipediji. Pridobljeno 14. maja 2018 z en.wikipedia.org.
- Serway, RA in Jewett, Jr. JW (2003). Fizika za znanstvenike in inženirje. 6. ed. Brooks Cole
- Marion, Jerry B. (1996). Klasična dinamika delcev in sistemov. Barcelona: Ed., Sem obrnil.
- Kleppner, Daniel; Kolenkow, Robert (1973). Uvod v mehaniko. McGraw-Hill.