カップル

この記事では、偶力とは何か、および偶力のモーメントを計算する方法について説明します。さらに、トルクの特性と計算方法の具体例も示します。

フォースカップルとは何ですか？

力のペアは、同じ大きさで反対方向の 2 つの平行な力によって形成されるシステムです。さらに、いくつかの力によって物体に回転運動が生じます。

たとえば、車のハンドルを両手で回すと、ハンドルにある程度の力がかかります。

力のペアの重要な特性は、加えられる 2 つの力の方向と強度は同じですが、方向が反対であるため、システムの結果として生じる力がゼロになることです。したがって、システムは力のバランスが取れています。

物理学では、力のペアはトルクまたは単にトルクとも呼ばれます。

何らかの力の瞬間

いくつかの力がボディにモーメントを生成し、それが適用されます。一対の力のモーメントは、システム内の力の大きさに 2 つの力を隔てる距離を掛けたものに等しくなります。

剛体の中心における一対の力の合計モーメント (またはトルク) は、2 つの力によって生成されます。そして、2 つの力のモジュールは同じですが方向が反対であるため、どちらも同じ大きさで同じ方向のモーメントを生成します。

したがって、いくつかの力の公式を示すのは非常に簡単です。力によって生成される 2 つのモーメントの値を加算するだけで十分です。

いくつかの力のモーメントによって物体の回転運動が生成されるため、回転の平衡状態にはありません。言い換えれば、剛体は力の平衡状態にありますが、モーメントの平衡状態にはありません。

いくつかの力の例

いくつかの力の定義を考慮して、概念の同化を完了するために、いくつかの力のモーメントがどのように計算されるかの例を見ていきます。

• 3 m 離れた 16 N の力のペアによって発生するモーメントを計算します。

エクササイズの力トルクのモーメントを決定するには、上のセクションで見た公式を適用する必要があります。

ここで、問題のデータを公式に代入して、対の力のモーメントを計算します。

力トルク特性

一般に、フォースカップルには次の特徴があります。

• システムの力の方向に従っていくつかの力を伝達できますが、それが引き起こす効果は変わりません。
• 生成される効果は同じなので、一対の力を別の平行面に伝達することもできます。
• 剛体が中点を中心に回転すると、一対の力が同じモーメントを生成する単一の等価な力に変換されます。
• 数学的には、いくつかの力は、異なる大きさの力と異なる長さのアームを備えた同等のシステムで置き換えることができ、発生する力のモーメントを保存するだけで十分です。