Ροπή vs Torsion
Η ροπή και η στρέψη είναι δύο πολύ σημαντικές έννοιες όταν πρόκειται για τομείς όπως η μηχανική, η φυσική και η μηχανική κινητήρα. Η ροπή και η στρέψη είναι και τα δύο αποτελέσματα συζευγμένων δυνάμεων. Αυτές οι έννοιες είναι εξαιρετικά χρήσιμες κατά το σχεδιασμό κατασκευών και μηχανημάτων και πρέπει να ληφθούν υπόψη λόγω του τεράστιου αντίκτυπου στη σταθερότητα του συστήματος. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τις αιτίες της στρέψης και της ροπής, τη σημασία τους, τον τρόπο μέτρησης ή υπολογισμού τους και τις ομοιότητες και τις διαφορές τους.
Ροπή
Η ροπή είναι έμπειρη σε απλές καθημερινές δραστηριότητες όπως το στρίψιμο ενός πόμολο πόρτας, το κούμπωμα ενός μπουλονιού, το στρίψιμο του τιμονιού, η κωπηλασία ενός ποδηλάτου ή ακόμα και το γύρισμα του κεφαλιού σας. Πρέπει να σημειωθεί ότι σε κάθε μία από αυτές τις δραστηριότητες, οι κινήσεις είναι κυκλικές ή περιστροφικές. Μπορεί να φανεί ότι σε κάθε κίνηση όπου συμβαίνει μια αλλαγή στη γωνιακή ορμή, υπάρχει πάντα μια ροπή που επενεργεί στο αντικείμενο. Μια ροπή δημιουργείται από ένα ζεύγος δυνάμεων, παρόμοιων σε μέγεθος και αντίθετων στην κατεύθυνση και παράλληλων μεταξύ τους. Αυτές οι δύο δυνάμεις χωρίζονται από μια πεπερασμένη απόσταση. Στη φυσική, ο όρος ροπή έχει επίσης την ίδια σημασία με τη ροπή. Η ροπή ορίζεται ως η τάση μιας δύναμης να περιστρέφει ένα αντικείμενο γύρω από έναν άξονα, ένα υπομόχλιο ή έναν άξονα περιστροφής. Μια ροπή μπορεί επίσης να παρασχεθεί χρησιμοποιώντας μια μόνο δύναμη που ενεργεί σε απόσταση r από τον άξονα περιστροφής. Η ροπή ενός τέτοιου συστήματος είναι ίση με το εγκάρσιο γινόμενο της ασκούμενης δύναμης και r. Η ροπή ορίζεται μαθηματικά ως ο ρυθμός μεταβολής της γωνιακής ορμής και του αντικειμένου. Μπορεί να φανεί καθαρά ότι αυτό είναι συμβατό με τη σχέση δύναμης – γραμμικής ορμής σε γραμμικές κινήσεις. Η ροπή είναι επίσης ίση με το γινόμενο της ροπής αδράνειας και της γωνιακής επιτάχυνσης. Η ροπή είναι ένα διάνυσμα με την κατεύθυνση που καθορίζεται από το εγκάρσιο γινόμενο της δύναμης και της απόστασης. Είναι κάθετο στο επίπεδο περιστροφής.
Στρέψη
Η στρέψη βιώνεται σε καθημερινές δραστηριότητες όπως το σφίξιμο μιας βίδας ή το στρίψιμο ενός υφάσματος. Στρέψη είναι η παραμόρφωση των αντικειμένων λόγω ενός ζεύγους ίσων και αντίθετων ροπών. Μπορεί να υπάρξει στρέψη ακόμα κι αν η καθαρή ροπή του συστήματος είναι μηδενική. Εάν εφαρμοστεί μία μόνο ροπή σε ένα σταθερό αντικείμενο, το οποίο δεν μπορεί να περιστραφεί προς οποιαδήποτε κατεύθυνση ελεύθερα, θα υπάρχει πάντα μια άλλη ροπή που παράγεται από τις αντιδραστικές δυνάμεις στο σταθερό σημείο. Το μέγεθος της συστροφής λόγω της εφαρμοζόμενης ροπής εξαρτάται από τη στρεπτική ακαμψία του συστήματος. Η γωνία συστροφής και η ροπή έχουν μια γραμμική σχέση, όπου η στρεπτική ακαμψία είναι η σταθερά αναλογικότητας.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ροπής και στρέψης;
– Η ροπή είναι μια μετρήσιμη έννοια, ενώ η στρέψη είναι μια έννοια, η οποία προβάλλεται μαθηματικά από τη διατμητική τάση ή τη γωνία συστροφής.
– Η ροπή απαιτεί τουλάχιστον μία δύναμη και η στρέψη απαιτεί τουλάχιστον δύο δυνάμεις για να συμβεί.
– Η ροπή εξαρτάται μόνο από το μέγεθος, τις κατευθύνσεις και τον διαχωρισμό των δυνάμεων που εφαρμόζονται, ενώ η στρέψη εξαρτάται από τη ροπή, τον τύπο του υλικού και το σχήμα του αντικειμένου.
