Ένας άνδρας κρατά μια χαλύβδινη σφαίρα 4,0 κιλών στο χέρι, το χέρι του έχει μήκος 70 εκατοστών και έχει μάζα από την ροπή μεγέθους για τον ώμο του αν είναι ευθεία, αλλά 30 μοίρες κάτω από οριζόντια;
1. Κατανοήστε τη ροπή
Η ροπή είναι μια δύναμη στρίψιμο που προκαλεί περιστροφή. Υπολογίζεται ως:
* ροπή (τ) =δύναμη (f) × απόσταση (r) × sin (θ)
* δύναμη (f): Η δύναμη εφαρμόστηκε. Σε αυτή την περίπτωση, είναι το βάρος της χαλύβδινης μπάλας.
* απόσταση (r): Η απόσταση από τον άξονα περιστροφής (ο ώμος) στο σημείο όπου εφαρμόζεται η δύναμη (η μπάλα).
* θ: Η γωνία μεταξύ του φορέα δύναμης και του βραχίονα του μοχλού (απόσταση).
2. Υπολογίστε τη δύναμη
* βάρος (f) =μάζα (m) × επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g)
* f =(4.0 kg) × (9.8 m/s2) =39.2 n
3. Υπολογίστε την απόσταση (r)
* r =70 cm =0,7 m (Μετατροπή εκατοστών σε μετρητές)
4. Προσδιορίστε τη γωνία (θ)
* Το πρόβλημα δηλώνει ότι ο βραχίονας είναι 30 μοίρες * κάτω * οριζόντια. Αυτό σημαίνει ότι η γωνία μεταξύ της δύναμης της βαρύτητας (που ενεργεί προς τα κάτω) και του βραχίονα είναι 30 μοίρες.
5. Υπολογίστε τη ροπή
* τ =(39.2 n) × (0.7 m) × sin (30 °)
* τ ≈ 13,72 nm
Επομένως, το μέγεθος της ροπής γύρω από τον ώμο του ανθρώπου είναι περίπου 13,72 nm
