Erő vs nyomaték
Az erő és a nyomaték a fizika alatt tárgy alt két nagyon fontos fogalom. Mindkét fogalom jelentős szerepet játszik olyan területeken, mint a mechanika, a mérnöki tudomány és a fizika szinte minden területén. Ebben a cikkben megvitatjuk, mi az erő, mi a nyomaték, valamint az erő és a nyomaték meghatározása, végül pedig összehasonlítjuk mindkettőt, és megvitatjuk az erő és a nyomaték közötti különbséget.
Mi az Erő?
Az erő nagyon fontos fogalom a fizika minden formájában. A legalapvetőbb értelemben négy alapvető erő létezik. Ezek a gravitációs erő, az elektromágneses erő, a gyenge erő és az erős erő. Ezeket kölcsönhatásoknak is nevezik, és nem érintkező erők. A napi erők, amelyeket egy tárgy tolásakor vagy bármilyen munkavégzés során használunk, érintkezési erők. Meg kell jegyezni, hogy az erők mindig párban hatnak. Az A tárgyból B tárgyra ható erő egyenlő és ellentétes a B objektum A tárgyra ható erővel. Ezt Newton harmadik mozgástörvényeként ismerjük.
Az erő általános értelmezése a „munkavégzés képessége”. Meg kell jegyezni, hogy a munkához erő szükséges, de nem minden erő végez feltétlenül munkát. Az erő kifejtéséhez bizonyos mennyiségű energia szükséges. Ezt az energiát azután átadják arra a tárgyra, amelyre az erő hatott. Ez az erő a második tárgyon működik. Ebben az értelemben az erő az energia átvitelének módja.
Mi az a nyomaték?
A forgatónyomaték olyan egyszerű napi tevékenységekben tapasztalható, mint az ajtókilincs elfordítása, a retesz rögzítése, a kormánykerék elfordítása, a kerékpározás vagy akár a fej elfordítása. Meg kell jegyezni, hogy minden egyes ilyen mozgásban van egy körkörös vagy forgó mozgás. Kimutatható, hogy minden mozgásnál, ahol a szögimpulzus megváltozik, mindig nyomaték hat a tárgyra. A nyomatékot hasonló nagyságú, ellentétes irányú és egymással párhuzamos erőpár hoz létre. Ezt a két erőt véges távolság választja el egymástól.
A fizikában a nyomaték kifejezés is ugyanazt jelenti, mint a nyomaték. A nyomatékot úgy definiálják, mint egy erő azon tendenciáját, hogy egy tárgyat a tengely, egy támaszpont vagy egy forgás körül forgatjon. A forgatónyomaték egyetlen, a forgástengelytől „r” távolságra ható erővel is biztosítható. Egy ilyen rendszer nyomatéka megegyezik az alkalmazott erő és r keresztszorzatával. A forgatónyomatékot matematikailag úgy definiáljuk, mint egy tárgy impulzusának sebességváltozását. Jól látható, hogy ez összeegyeztethető a lineáris mozgások erő-lineáris impulzus viszonyával. A nyomaték megegyezik a tehetetlenségi nyomaték és a szöggyorsulás szorzatával is. A nyomaték egy vektor, amelynek irányát az erő és a távolság keresztszorzata határozza meg. Ez merőleges a forgási síkra.
Mi a különbség az erő és a nyomaték között?
• Egy erő önmagában erőként vagy nyomatékként is hathat.
• A nyomaték a szögmozgásban fellépő erő megfelelője.
• A nyomatékot newtonméterben, míg az erőt newtonban mérjük.
• Erő létezhet nyomaték nélkül, de nyomaték definíció szerint nem létezhet erő nélkül.
