Jõud vs pöördemoment
Jõud ja pöördemoment on kaks väga olulist mõistet, mida füüsika käsitleb. Mõlemal kontseptsioonil on suur roll sellistes valdkondades nagu mehaanika, tehnika ja peaaegu kõik füüsika valdkonnad. Selles artiklis käsitleme, mis on jõud, mis on pöördemoment, ning jõu ja pöördemomendi määratlusi ning lõpuks võrdleme mõlemat ning arutleme jõu ja pöördemomendi erinevuse üle.
Mis on jõud?
Jõud on füüsika kõikides vormides väga oluline mõiste. Kõige elementaarsemas mõttes on neli põhijõudu. Need on gravitatsioonijõud, elektromagnetiline jõud, nõrk jõud ja tugev jõud. Neid nimetatakse ka vastastikmõjudeks ja need on kontaktivabad jõud. Igapäevased jõud, mida kasutame eseme lükkamisel või mis tahes tüüpi töö tegemisel, on kontaktjõud. Tuleb märkida, et jõud toimivad alati paarikaupa. Objektilt A objektile B jõuduv jõud on võrdne ja vastupidine objektilt B objektile A avaldatava jõuga. Seda nimetatakse Newtoni kolmandaks liikumisseaduseks.
Jõu levinud tõlgendus on “võime tööd teha”. Tuleb märkida, et töö tegemiseks on vaja jõudu, kuid iga jõud ei pruugi tingimata tööd teha. Jõu rakendamiseks on vaja energiat. See energia kantakse seejärel objektile, millele jõud on mõjunud. See jõud töötab teise objekti peal. Selles mõttes on jõud meetod energia ülekandmiseks.
Mis on pöördemoment?
Pöördemomenti kogetakse lihtsates igapäevastes tegevustes, näiteks ukse keeramine, poldi kinnitamine, rooli keeramine, jalgratta sõudmine või isegi pea pööramine. Tuleb tähele panna, et kõigis nendes liikumistes toimub ringikujuline või pöörlev liikumine. Võib näidata, et igas liikumises, kus toimub nurkkiiruse muutus, toimib objektile alati pöördemoment. Pöördemomenti tekitab jõude paar, mis on suuruselt sarnane, vastupidine ja üksteisega paralleelne. Neid kahte jõudu eraldab piiratud kaugus.
Füüsikas on terminil hetk sama tähendus kui pöördemoment. Pöördemomenti defineeritakse kui jõu kalduvust pöörata objekti ümber telje, tugipunkti või pöördetapi. Pöördemomendi võib anda ka ühe jõu abil, mis mõjub pöörlemisteljest r-kaugusel. Sellise süsteemi pöördemoment on võrdne rakendatud jõu ja r ristproduktiga. Pöördemoment on matemaatiliselt määratletud kui objekti nurkkiiruse kiiruse muutus. On selgelt näha, et see sobib lineaarsetes liikumistes jõu ja lineaarse impulssi suhtega. Pöördemoment on võrdne ka inertsimomendi ja nurkkiirenduse korrutisega. Pöördemoment on vektor, mille suuna määrab jõu ja kauguse ristkorrutis. See on risti pöörlemistasandiga.
Mis vahe on jõul ja pöördemomendil?
• Jõudu saab kasutada nii jõu kui ka pöördemomendina.
• Pöördemoment on nurkliikumise jõu vaste.
• Pöördemomenti mõõdetakse njuuton meetrites, jõudu aga njuutonites.
• Jõudu võib esineda ilma pöördemomendita, kuid pöördemomenti ei saa esineda ilma määratletud jõuta.
