Forță vs cuplu
Forța și cuplul sunt două concepte foarte importante discutate în fizică. Ambele concepte joacă un rol major în domenii precum mecanica, inginerie și aproape toate domeniile fizicii. În acest articol, vom discuta despre ce este o forță, ce este un cuplu și definițiile forței și ale cuplului și, în final, vom compara ambele și vom discuta despre diferența dintre forță și cuplu.
Ce este forța?
Forța este un concept foarte important în toate formele de fizică. În sensul cel mai elementar, există patru forțe fundamentale. Acestea sunt forța gravitațională, forța electromagnetică, forța slabă și forța puternică. Acestea sunt cunoscute și ca interacțiuni și sunt forțe fără contact. Forțele de zi cu zi pe care le folosim atunci când împingem un obiect sau facem orice tip de muncă sunt forțe de contact. Trebuie remarcat faptul că forțele acționează întotdeauna în perechi. Forța de la obiectul A asupra obiectului B este egală și opusă forței de la obiectul B asupra obiectului A. Aceasta este cunoscută ca a treia lege a mișcării a lui Newton.
Interpretarea comună a forței este „capacitatea de a lucra”. Trebuie remarcat faptul că o forță este necesară pentru a lucra, dar fiecare forță nu face neapărat muncă. Pentru a aplica o forță, este necesară o cantitate de energie. Această energie este apoi transferată obiectului asupra căruia a acționat forța. Această forță lucrează asupra celui de-al doilea obiect. În acest sens, forța este o metodă de transfer de energie.
Ce este cuplul?
Cuplul este experimentat în activități simple de zi cu zi, cum ar fi rotirea unei clanțe, fixarea unui șurub, rotirea volanului, vâslitul unei biciclete sau chiar întoarcerea capului. Trebuie observat că în fiecare dintre aceste mișcări există o mișcare circulară sau de rotație. Se poate demonstra că în fiecare mișcare în care are loc o modificare a momentului unghiular, există întotdeauna un cuplu care acționează asupra obiectului. Un cuplu este generat de o pereche de forțe care sunt similare ca mărime, opuse ca direcție și paralele între ele. Aceste două forțe sunt separate de o distanță finită.
În fizică, termenul moment are, de asemenea, același sens ca și cuplu. Cuplul este definit ca tendința unei forțe de a roti un obiect în jurul axei, a unui punct de sprijin sau a unui pivot. Un cuplu poate fi furnizat și folosind o singură forță care acționează la o distanță „r” de axa de rotație. Cuplul unui astfel de sistem este egal cu produsul încrucișat al forței aplicate și r. Cuplul este definit matematic ca viteza de schimbare a momentului unghiular al unui obiect. Se poate observa clar că acest lucru este compatibil cu relația forță – impuls liniar în mișcările liniare. Cuplul este, de asemenea, egal cu produsul dintre momentul de inerție și accelerația unghiulară. Cuplul este un vector cu direcția determinată de produsul încrucișat al forței și distanței. Este perpendicular pe planul de rotație.
Care este diferența dintre forță și cuplu?
• O forță poate fi acționată ca o forță singură sau ca un cuplu.
• Cuplul este contrapartida forței în mișcarea unghiulară.
• Cuplul este măsurat în newtoni metri, în timp ce forța este măsurată în newtoni.
• O forță poate fi prezentă fără un cuplu, dar un cuplu nu poate fi prezent fără o forță prin definiție.
