IV.2.2. Momentul forței
Materiale necesare:
Ață cu cârlig, disc cu perforații, suport.
Descrierea experimentului:
- Montează discul pe suport.
- Acționează cu o forță în partea dreaptă a discului pe verticală, în jos.
- Observă ce se întâmplă cu discul.
Discul se rotește în sens orar.
- Acționează cu o forță în partea stângă a discului pe verticală, în jos .
- Observă ce se întâmplă cu discul.
Discul se rotește în sens antiorar.
- Acționează cu o forță în partea de jos a discului pe verticală, în jos.
- Observă ce se întâmplă cu discul.
Discul nu se rotește.
Pentru a descrie cantitativ efectul de rotație al unei forțe ce acționează asupra unui corp se denumește o mărime fizică, numită momentul forței.
Momentul unei forțe (notat cu MF) este o mărime fizică vectorială egală cu produsul dintre valoarea forței (F) și brațul forței respective (bF).
bF = distanța (perpendiculara) de la axul de rotație (O) până la direcția (segmentul) forței.
Unitate de măsură în S.I:
În funcție de valoarea momentului unei forțe putem stabili dacă forța rotește un corp.
Avem două cazuri:
Momentul unei forței este zero (MF = 0) când bF = 0 (direcția forței trece prin axul de rotație și nu putem duce perpendiculară din axul de rotație pe direcția forței).
Rotim mai ușor un corp când momentul forței are valoare mai mare. Momentul forței crește proporțional cu brațul forței și cu valoarea forței.
1. O forță de 40 N acționează pe direcția axei de rotație a unui disc. Rotește această forță discul ?
Rezolvare:
Deoarece bF = 0, atunci și MF = 0 ( momentul forței este zero) și forța aplicată nu rotește discul.
2. O forț ă de 40 N acționează pe verticală, în jos, la marginea din dreapta a unui disc. Rotește această forță discul ? Se dă raza discului de 6 cm.
Rezolvare:
Ducem perpendiculară din centrul cercului (O) pe direcția forței și așa aflăm brațul forței, care este egal cu raza discului.
Calculăm momentul forței:
