vääntömomenttien

Vääntömomentti, yleisesti tunnettu momentti, on suure, joka kuvaa voiman vaikutusta kiertymiseen ympäri tiettyä akselia. Yksikkö on newton-metri (Nm). Vääntömomentin suuruus ja suunta määräytyvät voiman F sekä voiman vaikutuspisteen ja kiertokohdan etäisyyden r välisestä suhteesta ja sen muodostamasta kulmasta θ. Matemaattisesti momentti määritellään τ = r × F, missä r on voiman vaikutuspisteen ja kiertymäakselin välinen vektori ja F on voima. Magnitudiltaan τ = rF sin θ. Toisinaan käytetään lever-arm käsitettä, jolloin τ = Fd, missä d on voiman vaikutuspisteen ja akselin välinen kohtisuora etäisyys.

Momentin suunta määräytyy oikean käden säännön mukaan. Positiivinen tai negatiivinen merkintä riippuu siitä, mihin suuntaan akseli kiertyy. Staattisessa tasapainossa kaikkien voimien muodostamien momenttien summa akselin suhteen on nolla.

Sovelluksia ja yhteyksiä: Vääntömomentti välittää tehoa mekaanisissa järjestelmissä. Teho P liittyy momenttiin τ ja kulmanopeuteen ω siten, että P = τω. Momentteja käytetään tehojen siirtämiseen moottoreissa, kampiakselissa, koneistuksessa ja rakenteissa sekä niiden suunnittelussa kiinnitysten ja liitosten kestävyys huomioiden. Momenttia voidaan mitata ja säätää käyttämällä esimerkiksi momenttiavainta.

Erilaisia vääntömomentteja ovat staattinen momentti (tasapaino) ja dynaaminen momentti (muuttuva). Momentit ovat keskeisiä mekaniikan osa-alueita, kun analysoidaan ja suunnitellaan pyöriviä koneita sekä rakenteita, joissa voima aiheuttaa kiertymistä.