सभी भौतिकी का संबंध यह वर्णन करने से है कि वस्तुएं कैसे चलती हैं और उनके पास कितनी निश्चित मात्राएँ होती हैं (जैसे, ऊर्जा, गति) एक दूसरे और पर्यावरण के साथ आदान-प्रदान की जाती हैं। शायद गति को नियंत्रित करने वाली सबसे मौलिक मात्रा बल है, जिसे न्यूटन के नियमों द्वारा वर्णित किया गया है।
जब आप बलों की कल्पना करते हैं, तो आप शायद वस्तुओं को एक सीधी रेखा में धकेलने या खींचने की कल्पना करते हैं। वास्तव में, जहां आप पहली बार भौतिक विज्ञान पाठ्यक्रम में बल की अवधारणा से परिचित होते हैं, यह इस प्रकार का परिदृश्य है जिसे आप प्रस्तुत करते हैं क्योंकि यह सबसे सरल है।
लेकिन घूर्णी गति को नियंत्रित करने वाले भौतिक नियमों में चर और समीकरणों का एक पूरा अलग सेट शामिल है, भले ही अंतर्निहित सिद्धांत समान हों। इन्हीं में से एक विशेष मात्रा हैटॉर्कः, जो अक्सर मशीनों में शाफ्ट को घुमाने का काम करता है।
बल क्या है?
एक बल, सीधे शब्दों में कहें, एक धक्का या खिंचाव है। यदि किसी वस्तु पर कार्य करने वाले सभी बलों का शुद्ध प्रभाव रद्द नहीं किया जाता है, तो वह शुद्ध बल वस्तु को गति देगा, या उसके वेग को बदल देगा।
शायद, आपके अपने अंतर्ज्ञान के साथ-साथ प्राचीन यूनानियों के विचारों के विपरीत, बल नहीं है किसी वस्तु को स्थिर वेग से गति करने के लिए आवश्यक है, त्वरण के लिए के परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया गया है वेग।
अगरए= 0, में परिवर्तनवी= 0 और वस्तु को गतिमान रखने के लिए किसी बल की आवश्यकता नहीं है, बशर्ते उस पर कोई अन्य बल (वायु खींचें या घर्षण सहित) कार्य न करें।
एक बंद प्रणाली में, यदि मौजूद सभी बलों का योग शून्य हैतथाउपस्थित सभी आघूर्णों का योग भी शून्य होता है, तंत्र को माना जाता हैसंतुलन, क्योंकि कुछ भी इसे अपनी गति बदलने के लिए मजबूर नहीं कर रहा है।
टोक़ समझाया
भौतिकी में बल के लिए घूर्णी समकक्ष टोक़ है, जिसे द्वारा दर्शाया गया हैटी.
टोक़ लगभग हर तरह के इंजीनियरिंग अनुप्रयोग का एक महत्वपूर्ण घटक है जिसकी कल्पना की जा सकती है; प्रत्येक मशीन जिसमें एक घूर्णन शाफ्ट शामिल होता है, में एक टोक़ घटक शामिल होता है, जो लगभग संपूर्ण परिवहन दुनिया के साथ-साथ कृषि उपकरण और औद्योगिक दुनिया में बहुत कुछ करता है।
टोक़ के लिए सामान्य सूत्र द्वारा दिया गया है
टी = एफ × आर × \sin
कहा पेएफलंबाई के लीवर आर्म पर लगाया जाने वाला बल हैआरएक कोण परθ. चूँकि sin 0° = 0 और sin 90° = 1 आप देख सकते हैं कि उत्तोलक पर लंबवत बल लगाने पर बल आघूर्ण अधिकतम होता है। जब आप लंबे रिंच के साथ किसी अनुभव के बारे में सोचते हैं, तो यह शायद सहज ज्ञान युक्त होता है।
- टॉर्क में ऊर्जा (न्यूटन-मीटर) के समान इकाइयाँ होती हैं, लेकिन टॉर्क के मामले में, यह हैकभी नहीं"जूल" कहा जाता है। और ऊर्जा के विपरीत, टोक़ एक वेक्टर मात्रा है।
दस्ता टोक़ फॉर्मूला
शाफ्ट टोक़ की गणना करने के लिए - उदाहरण के लिए, यदि आप एक कैंषफ़्ट टोक़ सूत्र की तलाश कर रहे हैं - तो आपको सबसे पहले उस प्रकार के शाफ्ट को निर्दिष्ट करना होगा जिसके बारे में आप बात कर रहे हैं।
इसका कारण यह है कि शाफ्ट, उदाहरण के लिए, खोखले हो जाते हैं और एक बेलनाकार अंगूठी में उनके सभी द्रव्यमान होते हैं, एक ही व्यास के ठोस शाफ्ट से अलग व्यवहार करते हैं।
खोखले या ठोस दोनों शाफ्टों पर मरोड़ के लिए, एक मात्रा कहलाती हैअपरूपण तनाव,द्वारा प्रस्तुतτ(ग्रीक अक्षर ताऊ), चलन में आता है। यह भीकिसी क्षेत्र की जड़ता का ध्रुवीय क्षण, जे, घूर्णी समस्याओं में द्रव्यमान की तरह एक मात्रा, मिश्रण में प्रवेश करती है और शाफ्ट विन्यास के लिए विशिष्ट होती है।
शाफ्ट पर टॉर्क का सामान्य सूत्र है:
टी = τ × \frac{J}{r}
कहां हैआरलीवर आर्म की लंबाई और दिशा है। एक ठोस शाफ्ट के लिए,जे(π/2) का मान हैआर4.
एक खोखले आउट शाफ्ट के लिए,जेइसके बजाय है (π/2)(आरहे4 – आरमैं4), कहां हैआरओ और आरहे शाफ्ट की बाहरी और भीतरी त्रिज्याएँ हैं (खाली बेलन के बाहर का ठोस भाग)।