Griezes moments pret vērpi
Griezes moments un vērpes ir divi ļoti svarīgi jēdzieni tādās jomās kā inženierija, fizika un motoru mehānika. Gan griezes moments, gan vērpes ir savienoto spēku rezultāts. Šīs koncepcijas ir ļoti noderīgas, projektējot konstrukcijas un iekārtas, un tās jāņem vērā, jo tām ir milzīga ietekme uz sistēmas stabilitāti. Šajā rakstā mēs apspriedīsim vērpes un griezes momenta cēloņus, to nozīmi, to mērīšanu vai aprēķināšanu, kā arī to līdzības un atšķirības.
Griezes moments
Griezes momentu var iegūt, veicot vienkāršas ikdienas darbības, piemēram, pagriežot durvju rokturi, pieskrūvējot aizbīdni, pagriežot stūri, braucot ar velosipēdu vai pat pagriežot galvu. Jāievēro, ka katrā no šīm darbībām kustības ir apļveida vai rotācijas kustības. Var parādīt, ka katrā kustībā, kurā notiek leņķiskā impulsa izmaiņas, vienmēr uz objektu iedarbojas griezes moments. Griezes momentu ģenerē spēku pāris, kas ir līdzīgi pēc lieluma un pretēji virzienam un paralēli viens otram. Šos divus spēkus atdala ierobežots attālums. Fizikā terminam moments ir tāda pati nozīme kā griezes momentam. Griezes moments ir definēts kā spēka tendence pagriezt objektu ap asi, atbalsta punktu vai šarnīra punktu. Griezes momentu var nodrošināt arī, izmantojot vienu spēku, kas darbojas attālumā r no griešanās ass. Šādas sistēmas griezes moments ir vienāds ar pieliktā spēka un r šķērsreizinājumu. Griezes momentu matemātiski definē kā objekta un leņķiskā impulsa izmaiņu ātrumu. Skaidri redzams, ka tas ir savienojams ar spēka – lineārā impulsa attiecību lineārās kustībās. Griezes moments ir arī vienāds ar inerces momenta un leņķiskā paātrinājuma reizinājumu. Griezes moments ir vektors, kura virzienu nosaka spēka un attāluma šķērsreizinājums. Tas ir perpendikulārs rotācijas plaknei.
Torsion
Vērpes rodas ikdienas darbībās, piemēram, pievelkot skrūvi vai pagriežot audumu. Vērpes ir objektu deformācija vienādu un pretēju griezes momentu pāra dēļ. Var rasties vērpes pat tad, ja sistēmas neto griezes moments ir nulle. Ja fiksētam objektam, kas nevar brīvi griezties nevienā virzienā, tiek piemērots viens griezes moments, vienmēr būs cits griezes moments, ko radīs reaktīvie spēki uz fiksēto punktu. Pieliktā griezes momenta radītā pagriešana ir atkarīga no sistēmas griezes stingrības. Pagrieziena leņķim un griezes momentam ir lineāra attiecība, kur vērpes stingrība ir proporcionalitātes konstante.
Kāda ir atšķirība starp griezes momentu un vērpi?
– Griezes moments ir izmērāms jēdziens, savukārt vērpes ir jēdziens, ko matemātiski projicē bīdes spriegums vai vērpes leņķis.
– Griezes momentam ir nepieciešams vismaz viens spēks, bet vērpei ir nepieciešami vismaz divi spēki.
– Griezes moments ir atkarīgs tikai no pielikto spēku lieluma, virzieniem un atdalīšanas, savukārt vērpes ir atkarīgas no griezes momenta, materiāla veida un objekta formas.
