Момент силы, величина, характеризующая вращательный эффект силы при действии её на твёрдое тело; является одним из основных понятий механики. Различают момент силы относительно центра (точки - полюса) и относительно оси.
Если имеется материальная точка О, к которой приложена сила , то момент силы относительно этой точки равен векторному произведению радиус-вектора , соединяющего точку О и точку приложения силы, на вектор силы :
., (Н•м).
Момент силы — аксиальный вектор [3]. Он направлен вдоль оси вращения.
Направление вектора момента силы определяется правилом буравчика, а величина его равна M (рис.4).
Рис. 4
Модуль момента силы:
M = F• l = F •r •sin α,
где: M – момент силы (Ньютон • метр),
F – приложенная сила,
r – расстояние от центра вращения до места приложения силы,
l = r.sin α – плечо силы, т.е. длина перпендикуляра, опущенного из центра вращения на линию действия силы,
α — угол, между вектором силы F и вектором положения r.
Момент силы относительно оси величина алгебраическая, равная проекции на эту ось вектора М момента силы относительно любой точки О оси.
Пользуясь понятием момента силы можно по-новому сформулировать условия равновесия тела, закрепленного на оси. Это условие называется правилом моментов:
если на тело, закрепленное на оси, действует много сил, то для равновесия тела, закрепленного на оси, алгебраическая сумма моментов всех сил, действующих на тело, должна быть равна нулю:
М1 + М2 + … + М n = 0.
Считают момент силы положительным, если эта сила, действуя в отдельности, вращала бы тело по часовой стрелке, и отрицательным в противоположном случае (при этом нужно заранее условиться, с какой стороны мы будем смотреть на тело). Например, согласно рис.5, силам F1 и F2 следует приписать положительный момент, а силе F3— отрицательный.
Рис. 5.