Definizione di Coppia in Fisica

La coppia (noto anche come momento o momento di forza) è la tendenza di una forza a causare o modificare il movimento di rotazione di un corpo. È una forza di rotazione o di rotazione su un oggetto. La coppia viene calcolata moltiplicando la forza e la distanza. È una quantità vettoriale, nel senso che ha sia una direzione che una grandezza. O la velocità angolare per il momento d'inerzia di un oggetto sta cambiando, o entrambi.

Unità di coppia

Il Sistema internazionale di unità di misura (unità SI) utilizzato per la coppia è Newton-metri o N * m. Anche se i Newton-meter sono uguali a Joules, poiché la coppia non è lavoro o energia, quindi tutte le misurazioni dovrebbero essere espresse in Newton-meter. La coppia è rappresentata dalla lettera greca tau: τ nei calcoli. Quando viene chiamato il momento della forza, è rappresentato da M. Nelle unità imperiali, potresti vedere i piedi della libbra-forza (lb⋅ft) che potrebbero essere abbreviati come la libbra-piede, con la "forza" implicita.

Come funziona la coppia

L'entità della coppia dipende dalla quantità di forza applicata, dalla lunghezza del braccio della leva che collega l'asse al punto in cui viene applicata la forza e dall'angolo tra il vettore della forza e il braccio della leva.

La distanza è il braccio del momento, spesso indicato da r. È un vettore che punta dall'asse di rotazione a dove agisce la forza. Per produrre una coppia maggiore, è necessario applicare una forza maggiore dal punto di articolazione o applicare una forza maggiore. Come disse Archimede, dato un posto dove stare con una leva abbastanza lunga, poteva muovere il mondo. Se spingi su una porta vicino alle cerniere, devi usare più forza per aprirla che se la spingessi sulla maniglia due piedi più lontano dalle cerniere.

Se il vettore di forza θ = 0 ° o 180 ° la forza non provoca alcuna rotazione sull'asse. O si sposterebbe lontano dall'asse di rotazione perché è nella stessa direzione o spingendo verso l'asse di rotazione. Il valore della coppia per questi due casi è zero.

I vettori di forza più efficaci per produrre la coppia sono θ = 90 ° o -90 °, perpendicolari al vettore di posizione. Farà il massimo per aumentare la rotazione.

La regola della mano destra per la coppia

Una parte complicata del lavoro con la coppia è che viene calcolata utilizzando un prodotto vettoriale. La coppia è nella direzione della velocità angolare che sarebbe prodotta da essa, quindi la variazione della velocità angolare è nella direzione della coppia. Usa la mano destra e arriccia le dita della mano nella direzione di rotazione causata dalla forza e il pollice punterà nella direzione del vettore della coppia.

Coppia netta

Nel mondo reale, spesso vedi più di una forza che agisce su un oggetto per provocare la coppia. La coppia netta è la somma delle singole coppie. Nell'equilibrio di rotazione, non esiste una coppia netta sull'oggetto. Possono esserci coppie individuali, ma si sommano a zero e si annullano a vicenda.

Fonti e ulteriori letture

• Giancoli, Douglas C. "Fisica: principi con applicazioni", 7 ° ed. Boston: Pearson, 2016. 
• Walker, Jearl, David Halliday e Robert Resnick. "Fondamenti di fisica", decimo ed. Londra: John Wiley and Sons, 2014.