トルクとトルク

トルクとトルクは、工学、物理学、運動力学の分野で非常に重要な概念である。トルクとトルクは、どちらも力が結合した結果です。これらの概念は、構造物や機械を設計する際に非常に有用であり、システムの安定性に大きな影響を与えるため、必ず考慮しなければならない。今回は、トルクとねじれの原因、その意義、測定方法や計算方法、共通点・相違点について解説します。

トルク

トルクは、ドアの取っ手を回す、ボルトを締める、ハンドルを回す、自転車を漕ぐ、首を回すなど、日常の簡単な動作で体感することができます。ここで重要なのは、いずれの活動においても、運動は円運動または回転運動であるということです。角運動量が変化するすべての運動において、物体には必ずトルクが作用することが示される。トルクは、大きさが同程度で、方向が逆で、互いに平行な一対の力によって発生します。この2つの力は有限の距離で隔てられている。物理学では、モーメントという言葉はトルクと同じ意味である。モーメントとは、ある軸、ピボット、支点などを中心に物体を回転させようとする力のことである。回転軸から距離rのところに作用する1つの力でトルクを与えることもできる。このようなシステムのトルクは、加えられた力とrの積に等しくなります。トルクは、数学的には物体の角運動量の変化率として定義される。これは、直線運動における力-直線運動量の関係と一致していることがよくわかる。また、トルクは回転イナーシャと角加速度の積に等しい。トルクは、力と距離の積で方向が決まるベクトル量である。回転面に対して垂直である。

トルク

ねじを締めたり、布をひねったりするような日常的な動作でねじりは発生する。ねじりは、一対の等しい反対側のモーメントによる物体の変形である。システムの正味のトルクがゼロであっても、ねじりは存在しうる。自由に回転できない固定された物体に一つのトルクを加えると、この固定点での反力は必ず別のトルクを発生させる。加えられたトルクによって生じるねじれの量は、システムのねじれ剛性に依存する。ねじれ角はトルクと線形関係にあり、ねじれ剛性は比例定数である。