У лінійному русі ми часто маємо справу із застосуваннями, які включають сили, що прикладаються на відстані від лінійної напрямної — це називається консольними або моментними навантаженнями. У цих випадках нас цікавить вантажопідйомність напрямної, або її здатність чинити опір обертанню. Але ми також маємо справу з компонентами, які повинні обертатися, коли сила прикладається на відстані, наприклад, вал кулькового гвинта, що передає крутний момент від двигуна для приведення навантаження. У цих випадках нас цікавить величина крутного моменту, який компонент здатний передавати.
Як момент на лінійній напрямній, так і крутний момент на валу викликані силами, що прикладаються на відстані, і обидва вимірюються в одиницях ньютон-метрів (Нм) або фунт-футів (фунт-фут). Тож яка різниця між моментом, що прикладається до лінійної напрямної, і крутним моментом, що прикладається до гвинтового валу?
Основну різницю між моментом і крутним моментом можна знайти, вивчаючи реакцію об'єкта. Коли до вала прикладається крутний момент, вал обертається. Але коли до лінійної напрямної прикладається моментне навантаження, напрямна залишається нерухомою (якщо момент не перевищує номінальну вантажопідйомність напрямної, і в цьому випадку напрямна може деформуватися або почати обертатися).
Іншими словами, крутний момент викликає зміну кутового моменту об'єкта, що призводить до обертання. Момент, з іншого боку, не викликає зміни кутового моменту. Тіло, до якого прикладається момент, залишається нерухомим, а сили реакції, що виникають всередині об'єкта та його опорних елементів, перешкоджають його обертанню.
Наприклад, навантаження, прикладене до консольної балки з торцевою опорою, викличе силу реакції та згинальний момент на балці, але не змінює її кутовий момент і, отже, не призводить до обертання балки.
Оскільки моментні сили є статичними — вони не призводять до руху — їх можна розкласти на сили реакції, які протидіють прикладеному моменту.
Величина крутного моменту, що прикладається до вала, визначається множенням прикладеної сили на плече моменту, яке дорівнює перпендикулярній відстанні між точкою повороту (або віссю обертання) та силою.
Якщо прикладена сила не перпендикулярна до точки повороту або осі обертання, то для знаходження довжини плеча моменту необхідно врахувати кут сили.
Час публікації: 13 червня 2022 р.