Η ροπή δύναμης περιγράφει πόσο μπορεί μια δύναμη να στρέψει ένα σώμα. Η ενότητα την ορίζει ως προς άξονα και ως προς σημείο, με μέτρο τ = F·l, και εξετάζει τη ροπή ζεύγους δυνάμεων.
Γ΄ Λυκείου · Φυσική · 30 λεπτά
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το
σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο,
έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.
Σχεδιάγραμμα
Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.
Τι έγινε
Μια δύναμη στρέφει σώμα με σταθερό άξονα, εκτός αν ο φορέας της περνά από τον άξονα. Το αποτέλεσμα εξαρτάται από το μέτρο, την κατεύθυνση και το σημείο εφαρμογής της.
Ροπή ως προς άξονα: διανυσματικό μέγεθος με μέτρο τ = F·l, όπου l η κάθετη απόσταση της δύναμης από τον άξονα (μοχλοβραχίονας). Έχει τη διεύθυνση του άξονα, φορά από τον κανόνα του δεξιού χεριού και μονάδα 1 N·m.
Αν η δύναμη είναι πλάγια ως προς τον άξονα, μετρά μόνο η συνιστώσα της που βρίσκεται στο κάθετο επίπεδο.
Για δυνάμεις στο ίδιο επίπεδο παίρνουμε αλγεβρική τιμή: θετική όταν η ροπή στρέφει αντίθετα από τους δείκτες του ρολογιού, αρνητική όταν στρέφει όπως αυτοί. Η συνολική ροπή είναι το άθροισμα, π.χ. τ = τ₁ + τ₂.
Σε ελεύθερο σώμα, δύναμη που περνά από το κέντρο μάζας δίνει μόνο μεταφορική κίνηση. Αλλιώς το σώμα στρέφεται και γύρω από νοητό ελεύθερο άξονα που περνά από το κέντρο μάζας, όπως ένα μολύβι που το σπρώχνουμε στην άκρη.
Ροπή ως προς σημείο Ο, για σώμα χωρίς σταθερό άξονα: μέτρο τ = F·l με l την απόσταση της δύναμης από το Ο, διεύθυνση κάθετη στο επίπεδο δύναμης και σημείου, φορά από τον κανόνα του δεξιού χεριού.
Ζεύγος δυνάμεων: δύο αντίρροπες δυνάμεις ίσου μέτρου με φορείς σε απόσταση d. Η ροπή του είναι τ = F·d ως προς οποιοδήποτε σημείο.
Γιατί η στροφή που προκαλεί μια δύναμη εξαρτάται και από την απόστασή της από τον άξονα. Μακριά από τους μεντεσέδες ο μοχλοβραχίονας είναι μεγάλος, οπότε και μικρή δύναμη δίνει αρκετή ροπή.
Πότε η ροπή είναι θετική και πότε αρνητική;
Κατά σύμβαση θετική είναι η ροπή που τείνει να στρέψει το σώμα αντίθετα από τους δείκτες του ρολογιού και αρνητική όταν τείνει να το στρέψει όπως αυτοί. Η συνολική ροπή είναι το αλγεβρικό άθροισμα των ροπών.
Τι ιδιαίτερο έχει η ροπή ζεύγους δυνάμεων;
Ζεύγος είναι δύο αντίρροπες δυνάμεις με ίσα μέτρα. Η ροπή του είναι τ = F·d, όπου d η απόσταση των φορέων τους, και βγαίνει ίδια ως προς οποιοδήποτε σημείο.
Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.
Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.