Il momento torcente è definito come il prodotto tra la forza F e la distanza r tra il centro (o l’asse) di rotazione e il punto di applicazione della forza, nel caso in cui la forza sia perpendicolare a r.
Esaminiamo alcune situazioni di FORZE PERPENDICOLARI AI RAGGI.
FORZA SINGOLA CHE GENERA UN MOMENTO
M = F * r = 3 N * 5 m = 15 Nm
In questo caso il momento è positivo, perché la rotazione generata è antioraria.
FORZE CON UGUALI DIREZIONE, MODULO E VERSO
M = F * r – F * r = 3 N * 5 m – 3 N * 5 m = 0
In questo caso ci sono due forze che hanno uguali direzione, modulo e verso, ma sono applicate agli estremi opposti del centro di rotazione, quindi generano due momenti opposti che si annullano e non c’è rotazione.
FORZE CON UGUALI DIREZIONE E MODULO E VERSI OPPOSTI (COPPIA DI FORZE)
M = F * r + F * r = 2 * F * r = 2 * 3 N * 5 m = 30 Nm
In questo caso ci sono due forze che hanno uguali direzione e modulo, ma sono applicate agli estremi opposti del centro di rotazione con versi opposti, quindi generano due momenti dallo stesso segno che si vanno a sommare: questo è il caso di una coppia di forze.
Esaminiamo ora la situazione di FORZE NON PERPENDICOLARI AI RAGGI.
In questo caso solo la componente della forza perpendicolare al raggio riesce a generare momento, mentre quella parallela va persa.
Dato l’angolo tra la forza e il raggio, moltiplichiamo la forza per il seno di questo angolo, per ottenere la componente perpendicolare al raggio.
A volte può convenire vedere le cose da un altro punto di vista: il momento torcente può essere visto anche come moltiplicazione di tutta la forza (non solo la sua componente perpendicolare) per il braccio della forza, dove con braccio si intende la distanza tra l’asse di rotazione e la retta di applicazione della forza (non il punto di applicazione come nel caso del raggio).
Claudia Sorcini 