تهتم جميع الفيزياء بوصف كيفية تحرك الأشياء وكيف يتم تبادل كميات معينة تمتلكها (مثل الطاقة والزخم) مع بعضها البعض ومع البيئة. ربما تكون القوة هي أكثر الكميات الأساسية التي تحكم الحركة ، والتي وصفتها قوانين نيوتن.
عندما تتخيل القوى ، فمن المحتمل أن تتخيل الأشياء يتم دفعها أو سحبها في خط مستقيم. في الواقع ، حيث تعرفت لأول مرة على مفهوم القوة في دورة العلوم الفيزيائية ، هذا هو نوع السيناريو الذي قدمته لأنه الأبسط.
لكن القوانين الفيزيائية التي تحكم الحركة الدورانية تتضمن مجموعة مختلفة كاملة من المتغيرات والمعادلات ، حتى لو كانت المبادئ الأساسية هي نفسها. واحدة من هذه الكميات الخاصة هيعزم الدوران، والتي غالبًا ما تعمل على تدوير الأعمدة في الآلات.
ما هي القوة؟
القوة ، ببساطة ، هي دفع أو سحب. إذا لم يتم إلغاء التأثير الصافي لجميع القوى المؤثرة على جسم ما ، فإن هذه القوة الكلية ستؤدي إلى تسريع الكائن ، أو تغيير سرعته.
على عكس الحدس الخاص بك وكذلك مع أفكار الإغريق القدماء ، فإن القوة ليست مطلوب لتحريك جسم بسرعة ثابتة ، لأن التسارع يعرف بأنه معدل التغير ● السرعة.
إذاأ= 0 ، التغيير فيالخامس= 0 وليست هناك حاجة إلى أي قوة حتى يستمر الجسم في الحركة ، بشرط ألا تؤثر عليه قوى أخرى (بما في ذلك سحب الهواء أو الاحتكاك).
في نظام مغلق ، إذا كان مجموع كل القوى الموجودة هو صفرومجموع عزم الدوران الموجود هو أيضًا صفر ، ويعتبر النظام فيحالة توازن، حيث لا شيء يجبرها على تغيير حركتها.
شرح عزم الدوران
المقابل الدوراني للقوة في الفيزياء هو عزم الدوران ، ويمثلهتي.
يعتبر عزم الدوران مكونًا مهمًا تقريبًا لكل نوع من التطبيقات الهندسية التي يمكن تخيلها ؛ تتضمن كل آلة تشتمل على عمود دوار مكون عزم الدوران ، والذي يمثل تقريبًا عالم النقل بأكمله ، جنبًا إلى جنب مع المعدات الزراعية وغير ذلك الكثير في العالم الصناعي.
يتم إعطاء الصيغة العامة لعزم الدوران بواسطة
T = F × r × \ sin θ
أينFهي القوة المؤثرة على ذراع الرافعةصبزاويةθ. بما أن sin 0 ° = 0 و sin 90 ° = 1 ، يمكنك أن ترى أن عزم الدوران يتضخم عندما يتم تطبيق القوة بشكل عمودي على الرافعة. عندما تفكر في أي تجربة قد تكون لديك مع مفاتيح الربط الطويلة ، فمن المحتمل أن يكون هذا منطقيًا.
- عزم الدوران له نفس وحدات الطاقة (نيوتن متر) ، ولكن في حالة عزم الدوران ، هذا هومطلقايشار إليها باسم "جول". وعلى عكس الطاقة ، فإن عزم الدوران هو كمية متجهة.
صيغة رمح عزم الدوران
لحساب عزم دوران العمود - على سبيل المثال ، إذا كنت تبحث عن صيغة عزم دوران عمود الحدبات - يجب عليك أولاً تحديد نوع العمود الذي تتحدث عنه.
هذا لأن الأعمدة التي ، على سبيل المثال ، مجوفة وتحتوي على كل كتلتها في حلقة أسطوانية تتصرف بشكل مختلف عن الأعمدة الصلبة من نفس القطر.
بالنسبة للالتواء على كل من الأعمدة المجوفة أو الصلبة ، تسمى الكميةقلق،يتمثل بτ(الحرف اليوناني تاو) يلعب دوره. أيضا ،لحظة قطبية من القصور الذاتي للمنطقة, ي، وهي كمية تشبه الكتلة في مشاكل الدوران ، تدخل الخليط وهي خاصة بتكوين العمود.
الصيغة العامة لعزم الدوران على العمود هي:
T = τ × \ فارك {J} {r}
أينصهو طول واتجاه ذراع الرافعة. للحصول على عمود صلب ،يله قيمة (/ 2)ص4.
للحصول على عمود مجوف ،يبدلاً من ذلك (π / 2) (صا4 – صأنا4)، أينصس و صا هي نصف القطر الخارجي والداخلي للعمود (الجزء الصلب الخارجي للأسطوانة الفارغة).
