Перевести ньютоны (Н) в килограммы (кг) и обратно
Чтобы перевести ньютоны (Н) в килограммы (кг) и обратно воспользуйтесь нашим очень удобным онлайн конвертером:
Онлайн конвертер
Ньютоны в килограммы
Килограммы в ньютоны
Просто введите значение и получите результат.
Справка
Ньютон — это сила, которая изменяет за 1 секунду скорость тела массой в 1 кг на 1 м/с в направлении действия этой силы.
Сколько килограмм в ньютоне?
В одном Ньютоне примерно 0,10197162 килограмм.
1Н ≈ 0,10197162 кг
1Н ≈ 0,10197162 кгс (килограмм-сил)
Килограмм-сила — это единица измерения МКГСС, коротая вскоре должна перестать использоваться.
При этом, один килограмм точно равен 9.80665 Ньютонам.
1 кг = 9.80665 Н
Тело массой в 1 кг на поверхности Земли имеет вес в 9.80665 Ньютонов
Примеры
Перевести 2 ньютона в кг: 2Н ≈ 0.2039432426 кг
Перевести 5 ньютонов в кг: 5Н ≈ 0.50985810649 кг
Перевести 10 ньютонов в кг: 10Н ≈ 1.01971621298 кг
Перевести 100 ньютонов в кг: 100Н ≈ 10.197 кг
Перевести 1000 ньютонов в кг: 1000Н ≈ 101.97 кг
Перевести 2 кг в ньютоны: 2кг = 19.6133 Н
Перевести 5 кг в ньютоны: 5кг = 49.03325 Н
Перевести 10 кг в ньютоны: 10кг = 98.0665 Н
Перевести 100 кг в ньютоны: 100кг = 98.0665 Н
Перевести 1000 кг в ньютоны: 1т = 1000кг = 9806.65 Н
1 кг сколько это кгс?
Я запутался, помогите! Есть нагрузка в 1 кг сколько это кгс? Только не говорите про Н и Па.
Прошу без флуда!
| krasnovilya |
| Посмотреть профиль |
| Найти ещё сообщения от krasnovilya |
Регистрация: 19.12.2008
Сообщений: 232
Регистрация: 13.07.2012
Сообщений: 115
кг-мера массы
кгс-мера веса (силы)
На планете Земля 1 кг весит порядка 9,81 Н.
Ой, я про Н упомянул
| GradRusStroy |
| Посмотреть профиль |
| Найти ещё сообщения от GradRusStroy |
Регистрация: 25.12.2005
Сообщений: 13,627
А нагрузка в виде чего? В виде массы?
Регистрация: 27.05.2008
Сообщений: 1,044
1кг это и будет 1кгс, иначе 10 Н
Регистрация: 08.07.2008
Сообщений: 698
__________________
Хочешь изменить реальность? Измени ГОСТ.
Регистрация: 02.01.2011
Сообщений: 60
Зачем спрашивать такие вещи на форуме, если это можно просто прогуглить.
| ekscentrysytet |
| Посмотреть профиль |
| Найти ещё сообщения от ekscentrysytet |
Регистрация: 16.04.2010
Симферополь, Украина
Сообщений: 143
Только не забудьте про площадь. Т.к. 1 кгс на 1 квадратный метр это одно (т.е. совсем мало), а на 1 кв. миллиметр это уже совсем другое.
| Алексей-pgs |
| Посмотреть профиль |
| Найти ещё сообщения от Алексей-pgs |
Регистрация: 08.07.2008
Сообщений: 698
| Только не забудьте про площадь. Т.к. 1 кгс на 1 квадратный метр это одно (т.е. совсем мало), а на 1 кв. миллиметр это уже совсем другое. |
кгс на кв м это площадная нагрузка! а кгс — это сосредоточенная сила (разные немного вещи)
1 кгс на 1 кв м это 1кгс/м2 а если на кв мм то это 1 кгс/1Е-6м = 1Е6 кгс/м2
Ничего не напутал?
__________________
Хочешь изменить реальность? Измени ГОСТ.
Регистрация: 14.07.2011
Сообщений: 326
Сообщение от GradRusStroy
На планете Земля 1 кг весит порядка 9,81 Н.
кг — это единица измерения массы, а Н — это единица измерения силы. Поэтому правильно нужно говорить так, масса 1 кг = силе 1кгс =силе 9,8 Н,
( а не МАССЕ 9,8 Н) . Это с учетом что тело с этой массой находится в неподвижном состоянии на поверхности земли.
А для автора Па это единица измерения давления как и кгс/м2. Но все это можно назвать общим словом- нагрузка.
А вобще скачай конвертер единиц и не мучайся))
Последний раз редактировалось Солидворкер, 01.11.2012 в 14:53 .
Регистрация: 19.12.2008
Сообщений: 232
Алексей-pgs, Зачем вы про давление. вопрос был однозначный. и так у человека мозг по-ходу взрывается.
roma1187 прав, я конечно в предыдущем посте по умолчанию имел ввиду что тело находится в покое))
Регистрация: 24.05.2010
Сообщений: 8,009
рома1187, а прочитайте внимательнее цитируемый вами пост и не «вводите в заблуждение. (далее по тексту)».
«1 кг весит». Вес — это уже сила, а не масса. Вес предмета массой 1 кг — это вектор, направленный от ц.т. предмета к ц.т. Земли, скалярное значение которого (вектора) равно 9,81Н
P.S. Собственно, тема исчерпана после 2-го поста.. = ))
Последний раз редактировалось Бармаглотище, 01.11.2012 в 13:50 .
| Бармаглотище |
| Посмотреть профиль |
| Найти ещё сообщения от Бармаглотище |
Регистрация: 16.04.2010
Симферополь, Украина
Сообщений: 143
Сообщение от Kosyak
Зачем вы про давление. вопрос был однозначный. и так у человека мозг по-ходу взрывается.
Просто инженеры обычно «забивают» на нагрузку в 1 кг. Разве что проектируют совсем уж что-то легкое. Поэтому и подумал что возможно имелось ввиду давление, т.к. тут уже более-менее серьезные вопросы могут встать.
А вообще автору нужно хоть что-то написать. Может вопрос давно решен, а мы тут полемику разводим )))
| Алексей-pgs |
| Посмотреть профиль |
| Найти ещё сообщения от Алексей-pgs |
Регистрация: 25.12.2005
Сообщений: 13,627
Сообщение от roma1187
Поэтому правильно нужно говорить так, масса 1 кг = силе 1кгс =силе 9,8 Н,
Масса НЕ РАВНА силе.
Регистрация: 08.07.2008
Сообщений: 698
Все мозги разбил на части,
Все извилины разнес,
и Канальчиковы власти
Колют нам 2-й укол
(с) В.Высоцкий
__________________
Хочешь изменить реальность? Измени ГОСТ.
Регистрация: 27.05.2008
Сообщений: 1,044
Дабы покончить все разногласия.
Сила — всегда сосредоточена, измеряется только в Н.
Давление — распределенная сила, измеряется только в Па (Н/м2).
Для простоты восприятия у нас часто используют кгс, которые по значению равны массе (!), а по размерности Н.
1 кг массы порождает 1 кгс = 10 Н силы
1 кг / м2 распределенной массы порождает 1 кгс/м2 = 10 Па давления
А теперь бонус, зачастую кгс обозначают кг. Дабы вообще было весело.
Регистрация: 24.05.2010
Сообщений: 8,009
| «Масса НЕ РАВНА силе.» |
Это связанные между собой, но разные величины
| Бармаглотище |
| Посмотреть профиль |
| Найти ещё сообщения от Бармаглотище |
Регистрация: 25.12.2005
Сообщений: 13,627
Вся эта хрень от того происходит, что никому неизвестно, что такое масса. (Не надо про меру количества вещества и т.д.)
Регистрация: 14.07.2011
Сообщений: 326
Зря конечно я затеял спор про массу. Но зато стало понятно, что про массу не все так понятно как я раньше думал
Offtop: текст из википедии:Пассивная гравитационная масса показывает, с какой силой тело взаимодействует с внешними гравитационными полями — фактически эта масса положена в основу измерения массы взвешиванием в современной метрологии.
А в нашем строительном случае получается МАССА = СИЛЕ взаимодействия тела с конструкцией или основанием. так чтоли?
Последний раз редактировалось roma1187, 01.11.2012 в 14:29 .
Регистрация: 24.05.2010
Сообщений: 8,009
Масса — это свойство объекта. Точка. Что именно за свойство, как и на что оно влияет — в данном вопросе несущественно.
А вес — это уже сила. Вектор с направлением и скаляром.
| Бармаглотище |
| Посмотреть профиль |
| Найти ещё сообщения от Бармаглотище |
Конвертер величин
Перевести единицы: килоньютон [кН] в килограмм-сила [кгс]
1 килоньютон [кН] = 101,971621297793 килограмм-сила [кгс]
Исходная величина
Преобразованная величина
Расстояния в космосе
Подробнее о силе
Сила тяжести, подъемная сила и сила сопротивления, которые действуют на спортсмена, находятся в равновесии
Общие сведения
В физике сила определяется как явление, которое изменяет движение тела. Это может быть как движение всего тела, так и его частей, например, при деформировании. Если, к примеру, поднять камень, а потом отпустить, то он упадет, потому что его притягивает к земле сила притяжения. Эта сила изменила движение камня — из спокойного состояния он перешел в движение с ускорением. Падая, камень пригнет к земле траву. Здесь сила, называемая весом камня, изменила движение травы и ее форму.
Сила — это вектор, то есть, у нее есть направление. Если на тело одновременно действует несколько сил, они могут быть в равновесии, если их векторная сумма равна нулю. В этом случае тело находится в состоянии покоя. Камень в предыдущем примере, вероятно, покатится по земле после столкновения, но, в конце концов, остановится. В этот момент сила тяжести будет тянуть его вниз, а сила упругости, наоборот, толкать наверх. Векторная сумма этих двух сил равна нулю, поэтому камень находится в равновесии и не движется.
В системе СИ сила измеряется в ньютонах. Один ньютон — это векторная сумма сил, которая изменяет скорость тела массой в один килограмм на один метр в секунду за одну секунду.
Равновесие
Архимед одним из первых начал изучать силы. Его интересовало воздействие сил на тела и материю во Вселенной, и он построил модель этого взаимодействия. Архимед считал, что если векторная сумма сил, действующих на тело, равна нулю, то тело находится в состоянии покоя. Позже было доказано, что это не совсем так, и что тела в состоянии равновесия также могут двигаться с постоянной скоростью.
Основные силы в природе
Именно силы приводят в движение тела, или заставляют их оставаться на месте. В природе существует четыре основные силы: гравитация, электромагнитное взаимодействие, сильное и слабое взаимодействие. Они также известны под названием фундаментальных взаимодействий. Все другие силы — производные этих взаимодействий. Сильное и слабое взаимодействия воздействуют на тела в микромире, в то время как гравитационное и электромагнитное воздействия действуют и на больших расстояниях.
Сильное взаимодействие
Самое интенсивное из взаимодействий — сильное ядерное взаимодействие. Связь между кварками, которые формируют нейтроны, протоны, и частицы, из них состоящие, возникает именно благодаря сильному взаимодействию. Движение глюонов, бесструктурных элементарных частиц, вызвано сильным взаимодействием, и передается кваркам благодаря этому движению. Без сильного взаимодействия не существовало бы материи.
Электромагнитное взаимодействие
Трансформаторы на столбах в городе Киото, Япония
Электромагнитное взаимодействие — второе по величине. Оно происходит между частицами с противоположными зарядами, которые притягиваются друг к другу, и между частицами с одинаковыми зарядами. Если обе частицы имеют положительный или отрицательный заряд, они отталкиваются. Движение частиц, которое при этом возникает — это электричество, физическое явление, которое мы используем каждый день в повседневной жизни и в технике.
Химические реакции, свет, электричество, взаимодействие между молекулами, атомами и электронами — все эти явления происходят благодаря электромагнитному взаимодействию. Электромагнитные силы препятствуют проникновению одного твердого тела в другое, так как электроны одного тела отталкивают электроны другого тела. Изначально считалось, что электрическое и магнитное воздействия — две разные силы, но позже ученые обнаружили, что это разновидность одного и того же взаимодействия. Электромагнитное взаимодействие легко увидеть с помощью простого эксперимента: снять с себя шерстяной свитер через голову, или потереть волосы о шерстяную ткань. Большинство тел имеет нейтральный заряд, но если потереть одну поверхность об другую, можно изменить заряд этих поверхностей. При этом электроны передвигаются между двумя поверхностями, притягиваясь к электронам с противоположным зарядом. Когда на поверхности становится больше электронов, общий заряд поверхности также изменяется. Волосы, «встающие дыбом» когда человек снимает свитер — пример этого явления. Электроны на поверхности волос сильнее притягиваются к атомам с на поверхности свитера, чем электроны на поверхности свитера притягиваются к атомам на поверхности волос. В результате происходит перераспределение электронов, что приводит к появлению силы, притягивающей волосы к свитеру. В этом случае волосы и другие заряженные предметы притягиваются не только к поверхностям не только с противоположным но и с нейтральным зарядами.
Слабое взаимодействие
Слабое ядерное взаимодействие слабее электромагнитного. Как движение глюонов вызывает сильное взаимодействие между кварками, так движение W- и Z- бозонов вызывает слабое взаимодействие. Бозоны — испускаемые или поглощаемые элементарные частицы. W-бозоны участвуют в ядерном распаде, а Z-бозоны не влияют на другие частицы, с которыми приходят в контакт, а только передают им импульс. Благодаря слабому взаимодействию возможно определить возраст материи с помощью метода радиоуглеродного анализа. Возраст археологических находок можно определить, измерив содержание радиоактивного изотопа углерода по отношению к стабильным изотопам углерода в органическом материале этой находки. Для этого сжигают предварительно очищенный небольшой фрагмент вещи, возраст которой нужно определить, и, таким образом, добывают углерод, который потом анализируют.
Гравитационное взаимодействие
Звездное небо над озером Онтарио. Миссиссога, Канада
Самое слабое взаимодействие — гравитационное. Оно определяет положение астрономических объектов во вселенной, вызывает приливы и отливы, и из-за него брошенные тела падают на землю. Гравитационное взаимодействие, также известное как сила притяжения, притягивает тела друг к другу. Чем больше масса тела, тем сильнее эта сила. Ученые считают, что эта сила также как и другие взаимодействия, возникает благодаря движению частиц, гравитонов, но пока не удалось найти такие частицы. Движение астрономических объектов зависит от силы притяжения, и траекторию движения можно определить, зная массу окружающих астрономических объектов. Именно с помощью таких вычислений ученые обнаружили Нептун еще до того, как увидели эту планету в телескоп. Траекторию движения Урана нельзя было объяснить гравитационными взаимодействиями между известными в то время планетами и звездами, поэтому ученые предположили, что движение происходит под влиянием гравитационной силы неизвестной планеты, что позже и было доказано.
Согласно теории относительности, сила притяжения изменяет пространственно-временной континуум — четырехмерное пространство-время. Согласно этой теории, пространство искривляется силой притяжения, и это искривление больше около тел с большей массой. Обычно это более заметно возле больших тел, таких как планеты. Это искривление было доказано экспериментально.
Сила притяжения вызывает ускорение у тел, летящих по направлению к другим телам, например, падающих на Землю. Ускорение можно найти с помощью второго закона Ньютона, поэтому оно известно для планет, чья масса также известна. Например, тела, падающие на землю, падают с ускорением 9,8 метров в секунду.
Приливы и отливы
Море и скалы
Пример действия силы притяжения — приливы и отливы. Они возникают благодаря взаимодействию сил притяжения Луны, Солнца и Земли. В отличие от твердых тел, вода легко меняет форму при воздействии на нее силы. Поэтому силы притяжения Луны и Солнца притягивают воду сильнее, чем поверхность Земли. Движение воды, вызванное этими силами, следует за движением Луны и Солнца относительно Земли. Это и есть приливы и отливы, а силы, при этом возникающие, — приливообразующие силы. Так как Луна ближе к Земле, приливы больше зависят от Луны, чем от Солнца. Когда приливообразующие силы Солнца и Луны одинаково направлены, возникает наибольший прилив, называемый сизигийным. Наименьший прилив, когда приливообразующие силы действуют в разных направлениях, называется квадратурным.
Частота приливов зависит от географического положения водяной массы. Силы притяжения Луны и Солнца притягивают не только воду, но и саму Землю, поэтому в некоторых местах приливы возникают, когда Земля и вода притягиваются в одном направлении, и когда это притяжение происходит в противоположных направлениях. В этом случае прилив-отлив происходит два раза в день. В других местах это происходит один раз в день. Приливы и отливы зависят от береговой линии, океанских приливов в этом районе, и расположения Луны и Солнца, а также взаимодействия их сил притяжения. В некоторых местах приливы и отливы происходят раз в несколько лет. В зависимости от структуры береговой линии и от глубины океана, приливы могут влиять на течения, шторма, изменение направления и силы ветра и изменение атмосферного давления. В некоторых местах используют специальные часы для определения следующего прилива или отлива. Настроив их в одном месте, приходится настраивать их заново при перемещении в другое место. Такие часы работают не везде, так как в некоторых местах невозможно точно предсказать следующий прилив и отлив.
Сила движущейся воды во время приливов и отливов используется человеком с древних времен как источник энергии. Мельницы, работающие на энергии приливов, состоят из водного резервуара, в который пропускается вода во время прилива, и выпускается во время отлива. Кинетическая энергия воды приводит в движение мельничное колесо, и полученная энергия используется для совершения работы, например помола муки. Существует ряд проблем с использованием этой системы, например экологических, но несмотря на это — приливы являются многообещающим, надежным и возобновляемым источником энергии.
Другие силы
Согласно теории о фундаментальных взаимодействиях, все остальные силы в природе — производные четырех фундаментальных взаимодействий.
Сила нормальной реакции опоры
Равновесие
Сила нормальной реакции опоры — это сила противодействия тела нагрузке извне. Она перпендикулярна поверхности тела и направлена против силы, действующей на поверхность. Если тело лежит на поверхности другого тела, то сила нормальной реакции опоры второго тела равна векторной сумме сил, с которой первое тело давит на второе. Если поверхность вертикальна поверхности Земли, то сила нормальной реакции опоры направлена противоположно силе притяжения Земли, и равна ей по величине. В этом случае их векторная сила равна нулю и тело находится в состоянии покоя или движется с постоянной скоростью. Если же эта поверхность имеет уклон по отношению к Земле, и все другие силы, действующие на первое тело в равновесии, то векторная сумма силы тяжести и силы нормальной реакции опоры направлена вниз, и первое тело скользит по поверхности второго.
Широкие шины обеспечивают лучшее трение
Сила трения
Сила трения действует параллельно поверхности тела, и противоположно его движению. Она возникает при движении одного тела по поверхности другого, когда их поверхности соприкасаются (трение скольжения или качения). Сила трения также возникает между двумя телами в неподвижном состоянии, если одно лежит на наклонной поверхности другого. В этом случае — это сила трения покоя. Эта сила широко используется в технике и в быту, например при движении транспорта с помощью колес. Поверхность колес взаимодействует с дорогой и сила трения не позволяет колесам скользить по дороге. Для увеличения трения на колеса надевают резиновые шины, а в гололед на шины надевают цепи, чтобы еще больше увеличить трение. Поэтому без силы трения невозможен автотранспорт. Трение между резиной шин и дорогой обеспечивает нормальное управление автомобилем. Сила трения качения меньше по величине сухой силы трения скольжения, поэтому последняя используется при торможении, позволяя быстро остановить автомобиль. В некоторых случаях, наоборот, трение мешает, так как из-за него изнашиваются трущиеся поверхности. Поэтому его убирают или сводят к минимуму с помощью жидкости, так как жидкостное трение намного слабее сухого. Именно поэтому механические детали, например, велосипедную цепь, часто смазывают маслом.
Интересные факты о силе
Силы могут деформировать твердые тела, а также изменять объем жидкостей и газов и давление в них. Это происходит когда действие силы распределяется по телу или веществу неравномерно. Если достаточно большая сила действует на тяжелое тело, его можно сжать его то до очень маленького шара. Если размер шаре меньше определенного радиуса, то тело становится черной дырой. Этот радиус зависит от массы тела и называется радиусом Шварцшильда. Объем этого шара настолько мал, что, по сравнению с массой тела, почти равен нулю. Масса черных дыр сконцентрирована в таком незначительно малом пространстве, что у них огромная сила притяжения, которая притягивает к себе все тела и материю в определенном радиусе от черной дыры. Даже свет притягивается к черной дыре и не отражается от нее, поэтому черные дыры действительно черны — и называются соответственно. Ученые считают, что большие звезды в конце жизни превращаются в черные дыры и растут, поглощая окружающие предметы в определенном радиусе.
Конвертер величин
Перевести единицы: ньютон-метр [Н·м] в килограмм-сила-метр [кгс·м]
1 ньютон-метр [Н·м] = 0,1019716212978 килограмм-сила-метр [кгс·м]
Исходная величина
Преобразованная величина
Мощность
Подробнее о моменте силы и терминологии
Двутавровые балки в конструкции здания
Общие сведения
Момент силы — это физическая величина, характеризующая насколько сила, приложенная к телу, вызывает вращение тела вокруг оси. В английском и некоторых других языках это явление называют разными словами, в зависимости от контекста. Поскольку эта статья написана для сайта переводчиков, мы немного поговорим о терминологии в других языках. Величина момента силы равна векторному произведению силы, приложенной к телу на вычисленное по перпендикуляру расстояние между осью вращения и точкой приложения силы, которая вызывает вращение. В английском языке для момента силы используют два термина, момент силы (moment of force) и отдельный термин, torque. Английский термин torque используют для обозначения физической величины, которую измеряют так же, как и момент силы (в английском), но только в контексте, в котором сила, ответственная за это свойство, обязательно вызывает вращение тела. Эту величину также измеряют, умножив силу на расстояние между осью вращения и точкой приложения силы. В русском языке термину «torque» соответствуют термины «вращающий момент» и «вращательный момент», которые являются синонимами. Русский термин «крутящий момент» относится к внутренним усилиям, возникающим в объектах под действием приложенных к ним нагрузок. Этому термину соответствуют английские термины «torsional movement», «torque effect», «torsional shear» и некоторые другие.
Вращающий момент (torque в английской терминологии) — результат приложения двух сил, которые рука прилагает к отвертке, а отвертка, в свою очередь — к головке винта
Как уже упоминалось выше, в этой статье мы уделяем много внимания контексту, в котором используется тот или иной английский термин. Наша задача — объяснить разницу, чтобы помочь читателю, если он в будущем столкнется с этими терминами в английском тексте. Самое главное, что следует помнить — оба термина, момент силы и torque, используют для одной и той же физической величины, но в разных контекстах. Во многих языках, как и в русском, используют только один термин. Ниже рассмотрим в каком же контексте используют каждый из этих терминов.
Терминология в английском языке
Как мы уже упоминали выше, английские термины «момент силы» и «torque» используют для одного и того же понятия, но в разных контекстах. В этом разделе обсудим, когда в английском наиболее часто используют термин «момент силы» и почти не используют «torque». Часто о понятии «torque» говорят в контексте, когда сила, действующая на тело вызывает изменение углового ускорения тела. С другой стороны, когда в английском языке говорят о моменте силы, то сила, действующая на тело не обязательно вызывает такое ускорение. То есть, «torque» — это частный пример момента силы, но не наоборот. Можно также сказать, что «torque» — это момент силы, но момент силы — не «torque».
Ниже рассмотрим несколько примеров. Стоит еще раз напомнить, что разница в использовании этих двух терминов зависит от контекста, но используют их для одного и того же физического явления. Нередко оба эти термина используют попеременно.
На вороток действует пара сил от рук, в результате чего возникает вращающий момент, (по-английски torque).
Чтобы понять, что такое момент силы, рассмотрим вначале, что такое момент в общем. Момент — это интенсивность, с которой сила действует на тело на определенном расстоянии относительно тела. Величина момента силы зависит от величины силы, которая действует на тело, и от расстояния от точки приложения силы до точки на теле. Как мы увидели из определения выше, эта точка часто находится на оси вращения.
Момент силы пропорционален силе и радиусу. Это значит, что если сила приложена к телу на определенном расстоянии от оси вращения, то вращательное действие этой силы умножается на радиус, то есть чем дальше от оси вращения приложена сила, тем более вращающее действие она оказывает на тело. Это принцип используется в системах рычагов, шестерней и блоков, чтобы получить выигрыш в силе. В этом контексте чаще всего говорят о моменте силы и о его использовании в различных системах, например в системах рычагов. Примеры работы рычагов показаны в статье «Подробнее о вращающем моменте». Стоит заметить, что в этой статье мы в основном обсуждаем вращающий момент, что соответствует английскому термину «torque».
Изгибающий момент. В данной ситуации нет кручения, поэтому здесь лучше говорить о моменте силы, а не о вращающем моменте.
Иногда понятия момент силы и вращающий момент различают с помощью понятия «пары сил». Пара сил — это две силы одинаковой величины, действующие в противоположном направлении. Эти силы вызывают вращение тела, и их векторная сумма равна нулю. То есть, термин «момент силы» используют в более общем контексте, чем вращающий момент.
В некоторых случаях термин «вращающий момент» используют, когда тело вращается, в то время как термин «момент силы» используют, когда тело не вращается, например, если речь идет об опорных балках и других конструктивных элементах зданий в строительстве. В таких системах концы балки либо жестко закреплены (жесткая заделка), либо крепление позволяет балке вращаться. Во втором случае говорят, что эта балка закреплена на шарнирной опоре. Если на эту балку действует сила, например, перпендикулярно ее поверхности, то в результате образуется момент силы. Если балка не фиксирована, а прикреплена на шарнирной опоре, то она свободно движется в ответ на действующие на нее силы. Если же балка фиксирована, то в противодействие моменту силы образуется другой момент, известный как изгибающий момент. Как видно из этого примера, термины момент силы и вращающий момент различаются тем, что момент силы не обязательно изменяет угловое ускорение. В этом примере угловое ускорение не изменяется потому, что силам извне, действующим на балку, противодействуют внутренние силы.
Примеры момента силы
Здесь момент силы каждого ребенка равен весу этого ребенка, умноженному на его расстояние от оси вращения. Девочка сидит ближе к точке опоры, но прилагает больше силы к качелям, чем мальчик, поэтому качели — в равновесии.
Хороший пример момента силы в быту — это действие на тело одновременно момента силы и изгибающего момента, о котором мы говорили выше. Момент силы часто используют в строительстве и в проектировании строительных конструкций, так как, зная момент силы, можно определить нагрузку, которую должна выдержать эта конструкция. Нагрузка включает нагрузку от собственного веса, нагрузку, вызванную внешними воздействиями (ветром, снегом, дождем, и так далее), нагрузку от мебели и нагрузку, вызванную посетителями и обитателями здания (их вес). Нагрузка, вызванная людьми и интерьером, называется в строительстве полезной нагрузкой, а нагрузка, вызванная весом самого здания и окружающей средой называется статической или постоянной нагрузкой.
При постройке в 1900 году моста Александры через реку Оттава использовано много двутавровых балок
Если на балку или другой конструктивный элемент действует сила, то в ответ на эту силу возникает изгибающий момент, под действием которого некоторые части этой балки сжимаются, в то время как другие, наоборот, растягиваются. Представим, к примеру, балку, на которую действует сила, направленная вниз и приложенная по центру. Под воздействием этой силы балка принимает вогнутую форму. Верхняя часть балки, на которую действует сила, сжимается под воздействием этой силы, в то время как нижняя, наоборот, растягивается. Если нагрузка больше, чем этот материал может выдержать, то балка разрушается.
Наибольшая нагрузка — на самый верхний и самый нижний слои балки, поэтому в строительстве и при проектировании сооружений эти слои часто укрепляют. Хороший пример — использование двутавровых конструкций. Двутавр — конструктивный элемент с поперечным сечением в форме буквы Н или латинской буквы “I” с верхней и нижней засечками (поэтому английском языке используют термин I-beam, Такая форма очень экономична, так как она позволяет упрочнить самые слабые части балки, используя при этом наименьшее количество материала. Чаще всего двутавровые балки сделаны из стали, но для прочной балки двутавровой конструкции вполне можно использовать и другие материалы. На YouTube можно найти видеосюжеты испытания двутавровых балок, сделанных из материалов, менее прочных, чем сталь, например из пенопласта и фанеры (нужно искать plywood beam test). Двутавровые балки из фанеры и древесностружечных плит появились на российском рынке стройматериалов относительно недавно, хотя они давно и очень широко применяются при строительстве каркасных домов в Северной Америке.
Если на конструкцию действует изгибающий момент, то двутавровые балки — решение проблем, связанных с прочностью. Двутавровые балки также используют в конструкциях, которые подвергаются напряжению сдвига. Края двутавровой балки противодействуют изгибающему моменту, в то время как центральная опора противостоит напряжению сдвига. Несмотря на ее достоинства, двутавровая балка не может противостоять крутящим нагрузкам. Чтобы уменьшить эту нагрузку на поверхность конструкции, ее делают круглой и полируют поверхность, чтобы предотвратить скопление нагрузки в точках с неровной поверхностью. Увеличение диаметра и изготовление такой конструкции полой внутри может помочь уменьшить ее вес.
Турбовинтовые двигатели с воздушными винтами создают крутящий момент, который действует на фюзеляж этого турбовинтового самолета; по-английски в данном случае могут говорить о моменте силы (moment of force) или о возникновении напряжения при кручении (torsional stress), так как вращение отсутствует
Заключение
В это статье мы рассмотрели, чем отличаются термины «момент силы» и «вращающий момент», а также английские термины «moment of force» и «torque», и увидели несколько примеров момента силы. В основном мы говорили о случаях, когда момент силы создает проблемы в строительстве, но часто бывает наоборот и момент силы приносит пользу. Примеры использования момента силы на практике — в статье «Подробнее о вращающем моменте». Стоит также упомянуть, что разница в терминологии в английском языке чаще всего значительна в американском и британском машиностроении и строительстве, в то время как в физике эти термины часто взаимозаменяемы.