ציטוט ההודעה בתגובה"מהו מומנט ?", לא מוצא את התמונות שצירפתי פעם להסבר, מקווה שהמלל מספיק טוב גם בלי :
כשכוח מופעל על זרוע נוצר בעצם מנוף.
התוצאה של הפעולה תלויה גם באורך הזרוע או המרחק מהציר.
אם תסתכל על דלת ,תראה שהידית של הדלת נמצאת רחוק מהצירים ,
אם היא הייתה קרובה מאוד לצירים היית צריך להפעיל כח רב יותר לפתיחתה .
לכן מה שקובע את קלות הפעולה הוא לא הכח המופעל בלבד, אלא מכפלת הכח באורך המנוף.
קג"ם זה יחידה של מומנט :ק"גXמטר.
במנוע הכח נוצר מפיצוץ תערובת אוויר -דלק שהודפת את הבוכנות כלפי מטה,
הבוכנות מחוברות לטלטלים שמחוברים לגל-ארכובה שהם בעצם המנופים שמכפילים את הכח.
אם תשים טלטלים ארוכים יותר או גל ארכובה גדול יותר המומנט יגדל.
כדי להסביר את הקשר בין הספק למומנט
צריך להגדיר קודם כל , מה זה עבודה , ומה זה הספק.
עבודה: כשמפעילים כח על גוף והוא זז (למשל כשדוחפים מכונית שהתקלקלה)
המכפלה של הכח שהופעל בדרך שהגוף עבר היא בעצם העבודה .
ובנוסחה: עבודה=כח*מרחק.
לדוגמה : אם הכח שהידיים הפעילו על המכונית היה כל הזמן 20 ניוטון (או יחידה אחרת) והמכונית התגלגלה 50 מטר אז העבודה תהיה 20X50=1000 ניוטון-מטר.
-------------------------------------------------------------------
אבל , אף אחד לא מעסיק עובדים רק בגלל שהם יודעים לבצע את העבודה.
חשוב למעסיק לדעת ,כמה זמן לוקח לעובד לעשות את העבודה.
וזה מביא אותנו להגדרה של ההספק.
הספק: הספק זה קצב העבודה ,או כמה עבודה נעשתה ביחידת זמן.
ובנוסחה: הספק=עבודה/זמן=כח*מרחק/זמן.
אם נחזור לדוגמא הקודמת ,
ויצא שהמכונית נדחפה את 50 המטר תוך 40 שניות
ההספק של הדוחף התורן יהיה 1000/40=25 (ניוטון*מטר/שניה)
כלומר, כל שניה הדוחף יעשה עבודה של 25 ניוטון*מטר.
-------------------------------------------------------------------
עכשיו ננסה לקשור בין מומנט להספק:
המומנט במנוע נקרא מומנט סיבובי או מומנט פיתול מאחר ומה שיוצא מהמנוע אחרי כל הפעולות שקורות בתוכו הוא ציר פלדה שמסתובב במהירות ומוסר את התנועה הסיבובית הלאה
עד לגלגלים.
כדי לפשט את ההסבר ,נעזוב את המנוע לרגע בצד, ונסתכל על כלי רכב פשוט יותר: אופניים.
האופניים דומים מאוד למנוע בנקודה אחת :גם באופניים יש קרנק (בתמונה זה L) שזה מה שמחבר בין הפדלים לציר המרכזי.
(רק שבמקום תערובת שמתפוצצת ודוחפת בוכנות הכח מגיע משרירי הרגליים)
כשהרוכב דורך על הפדלים בשביל לסובב אותם ,הוא מפעיל כח על הפדלים .
ויש לנו כאן שוב פעולה של מנוף (כמו עם ידית של דלת על צירים).
הכח הזה כשהוא מוכפל באורך הקרנק ,הוא בעצם המומנט בציר המרכזי.
כרגע מה שמענין זה רק הפדלים ,הכח שהרוכב מפעיל עליהם והקרנק.
הפדלים נעים כל הזמן במעגלים ,המעגלים האלו הם הדרך או המרחק שעבר הגוף (פדל) עליו מופעל כח הרוכב.
אמרנו מקודם שהספק זה עבודה/זמן=כח*(המרחק שהגוף עבר)/זמן.
הגוף (שעליו הכח מופעל) במקרה שלנו הוא הפדל .
המרחק שהגוף עבר (מה שמופיע בסוגריים בנוסחה) הוא המעגל שהפדל הסתובב ,ולפי נוסחה היקף המעגל =2*3.14*R *מספר הסיבובים
ופה מגיעים סוף סוף לקשר: R זה רדיוס המעגל, ובמקרה של האופניים זה המרחק מהפדל לציר המרכזי
שזה בעצם אורך הקרנק.
עכשיו נחזור לנוסחה ונציב את היקף המעגל במקום המרחק שהגוף עבר.
הספק = כח*מרחק/זמן = כח*(היקף המעגל*מספר הסיבובים)/זמן = כח*(R * מספר הסיבובים*2*3.14) /זמן
=(כח*R)*(מספר הסיבובים*2*3.14) /זמן=מומנט*סל"ד* 6.28
החלק של כח*R בביטוי הוא הכח כפול הזרוע שזה בעצם המומנט.
ומה שנשאר לנו זה מספר הסיבובים ליחידת זמן כפול מספר ידוע.
יחידת זמן בד"כ תהיה דקה ,והגענו לסל"ד.
קיבלנו הספק=מומנט*סל"ד * מספר קבוע.
והסבר מפורט יותר למי שהתקשה עם המתמטיקה בחום של אוגוסט 2006
אנסה להסביר בפשטות את החלק האחרן שקושר בין המומנט להספק .
אבל המתמטיקה הכרחית.
כשמדברים על מומנט , אנחנו בעצם מדברים על מנוף -
במנוף יש תמיד ציר וזרוע שמכפילה את הכח (דלת, פלייר,פינצטה,מפתח בוקסות הם סוגים שונים של מנופים)
אבל ,יש סוגי מנופים שהפעולה שלהם מתבטאת בסיבובים - אופניים,טחנת-רוח,מנוע של רכב ועוד.
לסוג הזה של מנופים נקרא "מנוף-סיבובי".
כשמדברים על סיבובים מדברים בעצם על מעגלים -
אורך המעגל נקרא "ההיקף" שלו והוא תלוי ברדיוס המעגל .
במקרה שלנו זה המרחק מהמקום בו פועל הכח עד לציר המנוף (לדוגמה המרחק מהפדל לציר באופניים)
עכשיו קצת מתמטיקה הכרחית:
הנוסחה של היקף מעגל: S=2*3.14*R
S-היקף המעגל .
R- רדיוס המעגל.
אבל במנוע לא גומרים הקפה אחת ונחים. מסתובבים כל הזמן .
אם נקודה על המעגל ,הקיפה אותו N פעמים (זה יכול להיות כל מספר)
אז סה"כ המרחק שעברה יהיה :N*S .
אם אנחנו יודעים גם כמה זמן לקח להשלים את ההקפות האלו ,אז נדע גם את קצב/מהירות הסיבובים.
נסמן ב -T את הזמן שלוקח לנקודה להשלים N הקפות , ומאחר ומהירות=מרחק/זמן
אז הקצב(מהירות) יהיה: N*S)/T )
הערה: N/T הוא מספר הסיבובים ליחידת זמן ,למשל- סל"ד.
