แรงบิดกับโมเมนต์: ความแตกต่างและการเปรียบเทียบ

แรงบิดคือการวัดแรงที่สามารถทำให้วัตถุหมุนรอบแกนได้ มันคือการหมุนที่เทียบเท่ากับจุดเชิงเส้น เป็นการวัดแรงหมุนของวัตถุ

มันผลิตโดยแรงเชื่อมต่อ

ตัวอย่างเช่น แรงหมุนที่ทำงานบนพัดลมเพดานทำให้พัดลมหมุนรอบแกนเนื่องจากผลของสนามแม่เหล็กของแรงบิดในปัจจุบัน หรือแรงที่ทำให้สลักเกลียวหลุดออกมาเมื่อหมุนด้วยประแจคือแรงบิด มีตัวอย่างชีวิตประจำวันมากมายที่คุณสามารถสังเกตแรงบิดได้

ในทางกลับกัน โมเมนต์ ในแง่ของฟิสิกส์ วัดแนวโน้มของแรงที่อาจทำให้วัตถุหมุนรอบแกนของมัน ชั่วขณะหนึ่งเกิดจากการที่พลังไม่มีฝ่ายที่เท่าเทียมกันและตรงกันข้ามในแนวปฏิบัติของมันโดยตรง

โมเมนต์ที่ต่างจากแรงบิดนั้นคงที่ ตัวอย่างเช่น ถ้าเด็กชายอัจฉริยะสองคนผลักประตูไปตามแนวทางการกระทำของกันและกัน แต่ไปในทิศทางตรงกันข้ามกัน และคนหนึ่งตัดสินใจถอยออกไป คนที่ยังคงผลักประตูอยู่ก็เกิดช่วงเวลาหนึ่ง

ช่วงเวลานั้นคงที่และใช้ได้เพียงช่วงเวลาหนึ่งเท่านั้น ถึงกระนั้น แรงบิดก็เป็นทั้งแบบคงที่และไดนามิก แรงบิดเป็นสิ่งที่สร้างมุม การเร่งความเร็วแต่ในกรณีของโมเมนต์นั้น จึงไม่มีการเร่งความเร็วเชิงมุมด้วยเหตุนี้

ประเด็นที่สำคัญ

1. แรงบิดคือแรงหมุนที่กระทำต่อวัตถุ ในขณะที่โมเมนต์หมายถึงเอฟเฟกต์การหมุนที่เกิดจากแรงที่กระทำในระยะห่างจากจุดหนึ่ง
2. ทั้งแรงบิดและโมเมนต์วัดเป็นนิวตันเมตร (Nm) และจำเป็นสำหรับการทำความเข้าใจกลไกของระบบการหมุน
3. แรงบิดมักเกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์และมอเตอร์ ในขณะที่โมเมนต์นั้นถูกใช้ในงานวิศวกรรมต่างๆ เช่น การวิเคราะห์คานและระบบโครงสร้าง

แรงบิด vs โมเมนต์

แรงบิดเป็นคำในฟิสิกส์ที่ใช้อธิบายการวัดแรงที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบหมุน แรงบิดเป็นปริมาณเวกเตอร์ โมเมนต์เป็นคำในฟิสิกส์ที่ใช้อธิบายผลคูณของแรงและระยะห่างจากแกนการหมุน โมเมนต์เป็นปริมาณสเกลาร์

ทั้งสองมีสัดส่วนโดยตรงกับระยะห่างจากแกนการหมุนของร่างกาย การคำนวณแรงบิดนั้นง่ายดาย: คูณแรงที่ใช้กับคันบังคับ แขน.

โมเมนต์และแรงบิดตั้งฉากกับเส้นที่ต่อบานพับและจุดออกแรง ทั้งสองมีหน่วย SI ที่แตกต่างกัน แรงบิดมีหน่วย SI เป็น Nm/รอบ ในขณะที่หน่วย SI ของ Moment คือ NM

ทั้งสองมีสัญลักษณ์ที่แตกต่างกัน Torque เป็นตัวอักษรกรีกที่ใช้ตัวพิมพ์เล็ก Tau ในขณะที่ Moment คือ M ซึ่งสามารถเห็นได้ในหน่วย SI โมเมนต์มีหลายประเภท เช่น โมเมนต์ของแรง โมเมนตัมโมเมนตัม เป็นต้น

---

 

ตารางเปรียบเทียบ

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	แรงบิด	ขณะ
คำนิยาม	การวัดแรงที่ทำให้เกิดการหมุนของร่างกาย	การวัดแนวโน้มของร่างกายที่จะทำให้เกิดการหมุน
สัญลักษณ์	อักษรกรีกตัวพิมพ์เล็ก tau	M
หน่วย SI	นิวตันเมตร/รอบ	NM
ความพร้อมที่จะให้บริการ	ใช้ในบริเวณที่มีการหมุน	ใช้เป็นหลักในเหตุการณ์ที่ไม่หมุนเวียน

---

 

แรงบิดคืออะไร?

แรงบิดคือการวัดแรงที่สามารถทำให้วัตถุหมุนรอบแกนได้ มันคือการหมุนที่เทียบเท่ากับจุดเชิงเส้น เป็นการวัดแรงหมุนของวัตถุ มันถูกผลิตโดยแรงเชื่อมต่อ

ตัวอย่างเช่น แรงหมุนที่ทำงานบนพัดลมเพดานทำให้พัดลมหมุนรอบแกนเนื่องจากผลของสนามแม่เหล็กของแรงบิดในปัจจุบัน หรือแรงที่ทำให้สลักเกลียวหลุดออกมาเมื่อหมุนด้วยประแจคือแรงบิด มีตัวอย่างชีวิตประจำวันมากมายที่คุณสามารถสังเกตแรงบิดได้

 

โมเมนต์คืออะไร?

แรงบิดมีหน่วย SI Nm/รอบ และแสดงด้วยตัวอักษรกรีกในตัวเทาตัวพิมพ์เล็ก แรงบิดมีทั้งแบบคงที่และไดนามิก และแรงบิดสร้างความเร่งเชิงมุม แต่ในกรณีครู่หนึ่ง จะไม่มีการเร่งความเร็วเชิงมุม

โมเมนต์ในแง่ของฟิสิกส์คือการวัดแนวโน้มของแรงที่สามารถทำให้วัตถุหมุนรอบแกนของมันได้ ชั่วขณะหนึ่งเกิดจากการที่พลังไม่มีฝ่ายที่เท่าเทียมกันและตรงกันข้ามในแนวปฏิบัติของมันโดยตรง

โมเมนต์ที่ต่างจากแรงบิดนั้นคงที่ ตัวอย่างเช่น ถ้าเด็กชายอัจฉริยะสองคนผลักประตูไปตามแนวทางการกระทำของกันและกัน แต่ไปในทิศทางตรงกันข้ามกัน และคนหนึ่งตัดสินใจถอยออกไป คนที่ยังคงผลักประตูอยู่ก็เกิดช่วงเวลาหนึ่ง

โมเมนต์นั้นคงที่โดยธรรมชาติและเกิดขึ้นได้เพียงชั่วขณะเท่านั้น และโมเมนต์นี้แตกต่างจากแรงบิดตรงตรงที่ไม่สามารถสร้างความเร่งเชิงมุมได้เนื่องจากเป็นเพียงแรงชั่วขณะหนึ่ง หน่วย SI ของ Moment คือ NM และแสดงเป็น M

---

ความแตกต่างหลักระหว่าง แรงบิดและโมเมนต์

1. การวัดแรงที่ทำให้วัตถุหมุนคือแรงบิด ในขณะที่การวัดแนวโน้มของวัตถุที่ทำให้วัตถุหมุนคือโมเมนต์
2. สัญลักษณ์ของ Torque คือ tau ในขณะที่ Moment คือ ของ MSI หน่วยของแรงบิดคือ Nm/revs และของ Moment คือ NM
3. แรงบิดจะใช้เมื่อมีแรงประกบกันในการหมุนตามธรรมชาติ และใช้โมเมนต์เมื่อไม่มีแรงหมุน
4. แรงบิดเป็นพลังที่มีลักษณะเป็นไดนามิกและสถิต ในขณะที่โมเมนต์เป็นพลังที่มีลักษณะสถิต
5. สำหรับลักษณะคงที่นี้ โมเมนต์ไม่สามารถสร้างความเร่งเชิงมุมได้เหมือนกับแรงบิด

---

อ้างอิง

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8464304/
2. https://asmedigitalcollection.asme.org/manufacturingscience/article-abstract/99/3/715/428392

อัพเดตล่าสุด : 11 มิถุนายน 2023