Moment síly vzhledem k ose otáčení

Otáčivý účinek síly na dané těleso závisí na velikosti síly, jejím směru a na poloze jejího působiště. Otáčivý účinek síly na dané těleso vyjadřuje fyzikální veličina moment síly vzhledem k určité ose otáčení. Jedná se o vektorovou fyzikální veličinu, jejíž velikost je dána vztahem: ; . Přitom je rameno síly, tj. vzdálenost vektorové přímky, na níž leží síla , od osy otáčení; F je velikost působící síly a r průvodič. Moment síly leží v ose otáčení. Vektorově lze moment síly vzhledem k ose otáčení psát ve tvaru: .

Moment síly tedy určuje jak moc a jestli vůbec se tuhé těleso otáčí kolem své osy.

Obr. 87

Směr momentu sil lze určit podle pravidla pravé ruky (pravidlo pravotočivého šroubu).

Položíme-li prsty pravé ruky na těleso tak, aby prsty ukazovaly směr síly způsobující otáčení, ukáže odtažený palec směr momentu síly.

Spojnice osa otáčení - působiště síly přitom vstupuje do dlaně přiložené pravé ruky. Pro vektory , a tedy platí: a zároveň .

Budeme-li vyšetřovat moment dvou dětí sedících na houpačce v parku (je to typ houpačky, na které se houpají vždy dvě děti sedící na opačných stranách od její osy otáčení), mají momenty tíhových sil (určené pomocí pravidla pravé ruky) obou dětí navzájem opačný směr.

Pro praktické počítání se zavádí následující znaménková dohoda:

Způsobuje-li síla otáčení tělesa ve směru hodinových ručiček, má příslušný moment síly znaménko záporné. V případě, že síla způsobuje otáčení tělesa ve směru opačném, moment síly má znaménko kladné.

Jedná se pouze o dohodu, která nevychází ze žádného fyzikálního zákona! Tatáž dohoda se používá např. i v matematice při definování orientovaných úhlů.

Působí-li na těleso více sil, je jejich celkový otáčivý účinek určen výsledným momentem .

Velmi důležitým nástrojem pro výpočet působiště výslednice sil, těžiště tělesa, … je momentová věta:

Otáčivý účinek sil působících na tuhé těleso otáčivé kolem nehybné osy se ruší, jestliže vektorový součet momentů všech sil vzhledem k ose otáčení je nulový vektor, tj. .