Kuvvetin şekil değiştirme, yön veya doğrultu değiştirme, hızı etkileme gibi etkilerinin yanında döndürme özelliği de vardır. Kuvvetin bir cismi, bir eksen veya bir nokta etrafında döndürme etkisine moment adı verilir. Moment vektörel bir büyüklüktür ve M ile gösterilir. Pencereyi veya kapıyı açarken, bir vidayı sıkıştırırken, tekerlek çevirirken cisme moment uygulanır.
Kuvvet dönme noktasına veya eksenine ne kadar uzaksa moment o kadar büyüktür. Yani moment kuvvetin sabit noktaya olan uzaklığına bağlıdır ve doğru orantılıdır. Ayrıca moment, dönme noktasına olan uzaklığın kuvvetin dik bileşeniyle de doğru orantılıdır. Bu etkilerden hareketle, moment;
M=F.d.sin α
ile verilir.
O noktasından sabitlenmiş d uzunluğundaki çubuğa etki eden F kuvveti için;
Şekil 1: Uygulanan F kuvveti O’dan geçen eksene göre dik ise, moment en büyük değerdedir.
Şekil 2: Kuvvet eksenle α açısı yapacak şekilde ise momentini kuvvetin dik bileşeni etkiler.
Şekil 3: Kuvvet O noktasından geçen eksene 180 derecelik açıyla etki ederse, çubuğu döndüremez,ancak çubuğu itmeye çalışır. Bu nedenle momenti sıfırdır.
Şekil 4: Kuvvet O noktasından etki ederse yine çubuğu döndüremez. Momenti sıfırdır.
Şekil 5: Kuvvet çubukla birlikte 180 derecelik açı yaparsa çubuğu yine döndüremez, ancak çubuğu çekmeye çalışır. Momenti sıfırdır. DENGE
Hareketsiz yani durmakta olan, sabit hızla hareketli cisimlere kuvvet etki eder. Ancak etki eden kuvvetlerin bileşkesi veya sabit bir noktaya göre momentlerinin bileşkesi sıfır olduğundan cisim varolan hareket durumunu sürdürür. Bu durum aynı zamanda dinamiğin 1. yasası olan eylemsizlik ilkesiyle de açıklanabilir. Bu duruma denge adı verilir. Kısaca dengede olan bir cisim için iki şart geçerlidir:
Cisme etki eden kuvvetlerin bir noktaya göre momentlerinin bileşkesi sıfırdır.
Cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfırdır.
ve
Örnekler: 1.
Çözüm:
M=F.d.sin 53=10.8.0,8=64 N.m
2.
Çözüm: Kuvvetlerin saat yönüne göre
dönme etkileri şekildeki
gibidir. (Saat yönü +
alınmıştır.) Buna göre:
M= 10.5. sin 37+5.4-10.4.sin 30 M= 10. 5. 0,6+ 5. 4- 10. 4. 0,5
M= 30+20-20=30 N.m olur.
Yanıt B’dir.
3.
Çözüm: Sorunun çözümü
kuvvetlerin bileşkesinin sıfır
olmasıyla yapılır. Buna göre
cisme etki eden F= 20 N’luk
kuvveti dengeleyen kuvvet
ipteki T gerilmesinin yatay bileşeni olan Tx dir.
F=Tx 20= T.cos 60 20= T.0,5 T=40 N bulunur.
4.
Çözüm: 4F kuvveti 2 yönünde, F ve 3F kuvvetleri ise 1 yönünde döndürür. Saat yönü olan 1 yönü + seçilip O’ya göre moment alınırsa;
M= -4F.2r + 3F.2r + F.r =-F.r bulunur. Bu da 2 yönünde F.r’lik moment demektir. Yanıt D’dir.
5.
Çözüm: Sistem dengede olduğundan moment sıfırdır. İplerin olduğu kısımdaki üçgen açılarına dikkat edilirse, 120 derece kuralı olduğu görülür. Buna göre çubuğun bağlı olduğu ana gerilim de T olur. Destek noktasına göre moment alınırsa;
0=-P.2 + 3P.1-T.4
T.4=P T=P/4 olur.
Yanıt A’dır.