Vì sao moment lực có đơn vị N·m nhưng không được gọi là năng lượng tính bằng joule?

Giải thích nguyên lý

Moment lực và năng lượng có cùng thứ nguyên, nhưng mô tả hai đại lượng khác nhau. Moment đặc trưng tác dụng làm quay của lực quanh trục; công đặc trưng năng lượng truyền khi điểm đặt dịch chuyển. Quy ước SI dùng N·m cho moment để tránh nhầm với J của công và năng lượng. Đúng thứ nguyên chưa có nghĩa có thể thay hai đại lượng cho nhau.

Ví dụ tính từng bước

Một lực tiếp tuyến 10 N ở bán kính 0,20 m tạo moment 2 N·m. Nếu trục bị giữ, không quay và điểm đặt không dịch chuyển, công trong khoảng giữ là 0 J dù moment vẫn 2 N·m. Nếu sau đó cùng lực luôn tiếp tuyến làm vật quay 0,25 rad, điểm đặt đi cung 0,20 × 0,25 = 0,050 m; công là 10 × 0,050 = 0,50 J.

Điểm dễ hiểu sai

Không viết “moment bằng 2 J” để thay cho 2 N·m. Cũng không lấy moment nhân thời gian để tính công; cần góc quay phù hợp hoặc dịch chuyển điểm đặt.

Tự kiểm tra

Tăng góc quay lên 0,50 rad với cùng moment không đổi cho công 1 J.

Điều kiện áp dụng

Xét trục cố định, lực tiếp tuyến như dữ kiện, góc dùng radian. Chỉ suy công từ moment khi đã nêu chuyển động, không dùng công thức động lực học quay nâng cao.

Đọc hình minh họa

Cùng lực trên vành ở trạng thái giữ đứng yên và quay 0,25 rad; tách nhãn moment 2 N·m khỏi công 0 hoặc 0,50 J. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Moment lực là gì và đo bằng đơn vị nào Công của lực bằng Fs cos alpha khi nào