토크

토크는 힘이 적용되는 회전 축에서 거리, r, 힘, F의 교차 제품으로 정의됩니다.

, (방정식 1)

적용된 힘이 어디에 있고 회전 축까지의 거리입니다. 토크는 거리를 곱한 힘의 단위를 가지고 있으며, 그래서 뉴턴 미터에서 측정된다. 토크는 벡터이기 때문에 크기와 방향을 모두 가지고 있습니다. 토크의 방향은 힘과 거리 구성 요소에 의해 만들어진 평면에 수직입니다. 방향은 오른손을 사용하여 결정할 수 있습니다. 첫 번째 구성 요소 방향으로 포인터 손가락을 확장합니다. 두 번째 구성 요소 의 방향으로 가운데 손가락을 확장합니다. 이 작업이 완료되면 확장 된 엄지 손가락의 방향은 토크의 방향입니다. 예를 들어 볼트를 조이는 렌치가 있습니다. 렌치 끝에 힘이 가해지면 볼트와 일부 거리가 떨어져 볼트를 제자리에 회전시키는 토크가 제공됩니다. 거리가 길수록 토크가 클수록 방정식 1에서볼 수 있습니다. 오브젝트를 회전하는 데 필요한 힘은 단순히 힘의 길이를 회전 축으로 증가시켜 크게 감소할 수 있습니다.

시스템의 토크는 해당 시스템에서 각도 가속을 유발합니다.

. (방정식 2)

여기서는 각진 가속이며 해당 시스템에 대한 관성의 순간입니다. 이것은 뉴턴의 두 번째 법칙과 동일한 회전이며, 질량은 관성 및 가속의 순간으로 대체되어 각진 가속으로 대체됩니다.

이 실험에는 그림 1과같이 축에 대해 자유롭게 회전할 수 있는 미터 스틱이 포함됩니다.

그림 1: 실험 용 설정.
가중치는 회전 축에서 다양한 거리에 부착되어 시스템에 토크가 발생합니다. 양쪽의 토크가 균형을 이루면 미터 스틱이 나머지에서 회전해서는 안 됩니다. 중량 또는 가중치의 조합으로부터 토크를 검사하기 위해 힘 스케일을 다른 쪽에 부착할 수 있습니다. 축에서 회전 축까지의 거리를 곱한 배율 판독의 힘은 가중치의 토크와 같습니다.

1.2 단계: 100g 가중치를 왼쪽의 두 번째 구멍에 연결합니다.

2.2 단계: 200g 중량을 왼쪽의 두 번째 구멍에 연결합니다.

2.3 단계: 100g 중량을 왼쪽의 네 번째 구멍에 연결합니다.

3.2 단계: 다음과 같은 여섯 가지 방법이 있습니다.

1) 200 g - 4^번째 구멍

2) 200 g - 1^st 홀, 200 g - 3^rd 홀

3) 100 g - 2^nd 홀, 200 g - 3^rd 홀

4) 100 g -^{1 st} 홀, 200g - 2^nd 홀, 100g - 3^rd 홀

5) 200 g - 2^nd 홀, 100 g - 4^번째 구멍

6) 100 g -^{1 st} 홀, 100g - 3^rd 홀, 100g - 4^홀

표 1. 단계 3.3 및 3.4에 대한 결과.

갈고리 #	포스 (N)	30°에서 힘 (N)	60°에서 힘 (N)
1	8	-	-
2	4	-	-
3	2.7	2.3	1.3
4	2	-	-

이러한 결과는 방정식 1에 의해 만들어진 예측을 확인합니다. 빔에 연결된 각 무게는 시스템에 토크를 제공합니다. 한쪽의 가중치는 한 방향으로 토크를 일으키지만, 다른 쪽의 무게는 반대 방향으로 토크를 일으킵니다. 수학식 2에따르면 빔의 토크 합계가 0과 같을 때 나머지에서 방출될 때 빔이 회전하지 않습니다. 실험의 모든 부분에서 빔이 평형에 있을 때 토크는 0까지 추가되어야 합니다.

앞에서 언급했듯이, 토크의 간단한 응용 프로그램은 볼트를 조이기 위해 렌치를 사용하고 있습니다. 기억해야 할 중요한 것은 토크에는 두 가지 구성 요소가 있다는 것입니다. 렌치를 손에 들고 볼트를 조이기가 어렵다면 작업자는 두 가지 옵션이 있습니다. 그는 더 많은 힘을 적용하거나 더 긴 렌치를 얻을 수 있습니다. 일반적으로 후자는 더 쉬운 선택입니다.

자동차 광고가 토크의 일부 가치를 인용할 때주의를 기울이는 것이 좋습니다. 방정식에서 볼 수 있듯이 토크는 자동차의 바퀴가 가속되는 것입니다. 토크가 많을수록 가속이 더 커지도록 합니다.

놀이터의 시소는 토크를 완벽하게 적용합니다. 빔은 충혈에 대해 회전하고, 토크는 양쪽 끝에 앉아있는 사람들에 의해 제공됩니다. 한 사람이 더 질량이 있는 경우, 그 쪽의 토크는 더 커질 것이고 다른 쪽의 사람이 들어 올릴 것입니다. 그 사람을 내려 내려, 지상에있는 사람은 그의 힘에 대응하기 위해 자신의 다리를 밀어 토크를 제공하고, 무게와 그는 차례로 들어 올려있다.

이 실험에서는 토크의 두 가지 주요 구성 요소를 검사하였다. 토크는 힘과 힘의 생성물이며 힘과 회전 축 사이의 거리입니다. 회전 빔의 다른 위치에 다른 가중치를 배치함으로써 다양한 수량의 토크가 만들어졌습니다. 무거운 무게는 더 큰 힘에 대응하고 따라서 더 큰 토크. 회전 축에서 가중치를 더 배치하면 더 큰 레버 암이 생성되어 동일한 무게가 회전 축에 더 가깝게 배치된 것보다 더 큰 토크가 발생했습니다. 빔의 총 토크가 0과 같을 때 시스템은 평형이었습니다.