FKM Kompass
L2

Jõumoment ja impulsimoment

Jõumoment näitab, kui tõhusalt jõud keerab objekti ümber pöördepunkti, võrdudes jõu ja risti asetseva õlavarre korrutisega; impulsimoment on impulsi pöörlemisanaloog, mis jääb muutumatuks, kui resultantjõumoment puudub.

Practise this concept

Jõud üksi ei ütle, kas miski hakkab pöörlema. Lükka ust keskelt ja see avaneb; lükka sama tugevasti hingede kõrvalt või otse piki ukse pinda hingede poole, ja uks vaevu liigub. Loeb jõud, kaugus pöördepunktist ja nendevaheline nurk — kokku jõumomendis τ = rF sin θ. Just see sin θ on põhjus, miks mutrivõtmel on pikk vars ja miks seda tõmmatakse küljesuunas, mitte piki varsi.

Impulsimoment on see, mida jõumoment muudab, täpselt nagu tavaline jõud muudab tavalist impulssi. See ei ole kulgev impulss teise nime all: paigal pöörlev ratas omab suurt impulsimomenti ja nullilähedast kulgevat impulssi, sirgjooneliselt libiseval klotsil on vastupidi. Need on eraldi arvepidamine, kummalgi oma jäävusseadus.

Just see jäävusseadus ongi kasulik osa. Kui väline resultantjõumoment puudub, jääb impulsimoment samaks — nii et kui inertsimoment väheneb, peab nurkkiirus selle korvamiseks kasvama. See ongi käed ligi tõmbav uisutaja ja kiirenedes ei teki midagi juurde: ta muudab ainult oma massi jaotust ning inertsimomendi ja pöörlemiskiiruse korrutis püsib. Sama arvepidamine paneb planeedi orbiidi võrdsete aegadega võrdseid pindalasid katma ja hoiab kukkuva kassi koguimpulsimomenti nullis, kuni ta end jalgadele keerab.

Key ideas

Requires: Newtoni teine seadus, Impulss ja jõu impulss

Unlocks: Tsentraaljõu liikumine ja orbiidid, Inertsimoment ja pöörlemisdünaamika, Staatiline tasakaal

Formulas

τ=rFsin⁡θ\tau = rF\sin\theta
SymbolNameUnit
tautaujõumomentN*m (njuutonmeeter)
rrvahemaam (meeter)
FFjõudN (njuuton)
thetathetanurkdeg (kraad)

Common misconceptions

  • Suurem jõud tekitab alati suurema jõumomendi, sõltumata sellest, kus ja mis suunas see rakendub.
  • Impulsimoment on lihtsalt tavaline impulss keha kohta, mis juhtub pöörlema, seega on need kaks vahetatavad.
  • Pöörlev keha kiireneb sissepoole tõmbamisel iseenesest, seega impulsimoment seal ei säili.

Resources

Kuulub nende TÜ ainete hulka

See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.