عزم الدوران، أو لحظة القوة ، هو الميل إلى أن أ الخضوع ل يجب أن تقوم بتدوير الجسم الذي يتم تطبيقه عليه. عزم الدوران هو أ المتجهعمودي إلى المستوى الذي شكلته المتجهات الخضوع ل و شعاعفيدوران. يمكن حساب متجه عزم الدوران باستخدام حاصل الضرب الاتجاهي للقوة والمسافة.
عندما يتم تطبيق قوة على مسافة ما من محور دوران الجسم ، فإن هذا الجسم يخضع للدوران. إذا كان هذا الجسم لا يدور أو يدور السرعة الزاوية الثابتة، نقول إنه في الرصيدالتناوب. يشير توازن الدوران إلى أن الناتجمن عندعزم الدوران هذا الفعل على الجسد باطل وبالتالي ، فإن هذا الجسم يدور بسرعة ثابتة أو سرعة صفرية. بمعنى آخر ، عندما يكون ملف عزم الدورانالناتج عن الجسد باطل، هذا الجسم ليسويعرضالتسريعالزاوي.
ا عزم الدوران يمكن فهمها على أنها وكيلاتمتحرك من الدورات. وبهذه الطريقة ، يتعلق الأمر بالحركات الدورانية ، مثل القوة بالنسبة للحركات الانتقالية. إذا أردنا أن نجعل جسمًا يدور حول نقطة ما ، فيجب أن نلفه.
وحدة عزم الدوران
وحدة عزم الدوران ، وفقًا لـ النظام الدولي، و ال نيوتنمراتمترو (م). بحكم التعريف ، عندما يتم تدوير الجسم في يشعرجدول، عزم الدوران الخاص بك هو
نفي؛ خلاف ذلك ، فإن عزم الدوران المطبق عليه له وحدةإيجابي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تحديد اتجاه واتجاه متجه عزم الدوران بسهولة باستخدام حكم اليد اليمنى. تحقق من الرسم البياني التالي:
يمكن تحديد عزم الدوران بإغلاق اليد باتجاه القوة (F). يتم تحديده من خلال اتجاه الإبهام.
معادلة
يمكن حساب معامل عزم الدوران بحاصل ضرب القوة والمسافة وجيب الزاوية المتكونة بين هاتين الكميتين:
τ - عزم الدوران
ص - شعاع
F - الخضوع ل
θ - الزاوية بين r و F.
في الصيغة أعلاه ، θ هي الزاوية المتكونة بين نصف قطر الدوران (r) والقوة (F). في حالة تطبيق القوة بزاوية 90 درجة على نصف القطر (r) ، فإن جيب الزاوية يساوي 1. يتم تحديد نصف القطر (r) من خلال المسافة من نقطة التطبيق إلى محور دوران الجسم ويُعرف أيضًا باسم ذراع الرافعة. كلما زاد طول ذراع الرافعة على الجسم ، كان من الأسهل تدويرها.
عزم الدوران والعزم الزاوي
عزم الدوران هو وكيلاتمتحرك من الدوران. عندما نطبق عزم الدوران على بعض الجسم ، يمكن لهذا الجسم أن يكسب ● السرعةالزاوي استمر في وصف الحركة الدورانية. نقول أنه عندما يكون الجسم في حالة دوران ، فإنه يكون كذلك زمنالزاوي. الزخم الزاوي هو التناظرية التناوب زمنخطي، المعروف أيضًا باسم الكميهفيحركة، لذلك ، يمكننا أن نفهم أن الزخم الزاوي هو مقدار الحركة الدورانية لجسم أو نظام.
عندما يكون عزم الدوران الناتج على الجسم باطل، لك زمنالزاوي بقايا ثابت، وإلا فإن الزخم الزاوي سيتغير.
على غرار القوة ، التي يمكن كتابتها على أنها التغير الزمني للزخم ، يمكن فهم عزم الدوران على أنه التباين في الزخم الزاوي بالنسبة إلى الوقت.
الزخم الزاوي ، بدوره ، يمكن حسابه من خلال حاصل الضرب العرضي لموضع الجسم وزخمه. يتم تحديد معامل الزخم الزاوي للجسم الدوار من خلال:
إل - الزخم الزاوي (kg.m² / s)
ص - نصف قطر المسار (م)
س - مقدار الحركة (كجم.م / ث)
θ - الزاوية بين r و Q
أمثلة عزم الدوران
عندما نفتح بابًا ، نطبق القوة عند نقطة بعيدة عن محور دورانه ، وبالتالي نطبع عليه عزمًا أكبر.
عند استخدام دواسة على دراجة تروس ، من الممكن ملاحظة أنه كلما زاد قطر تاجها ، زاد عزم الدوران الناتج عن كل ضربة دواسة.
عند استخدام مفك البراغي ، يمكنك أن ترى أنه كلما زاد قطر الكابل ، كان من الأسهل إحكام ربط البراغي أو إزالتها.
تمارين حل عزم الدوران
1) يتم تطبيق قوة مقدارها 50 نيوتن بزاوية 45 درجة على ذراع رافعة 0.25 متر ، مما يتسبب في دوران ذراع التدوير بعكس اتجاه عقارب الساعة.
البيانات: sin 45º = 2/2
أ) تحديد اتجاه واتجاه عزم الدوران المبذول على الساعد.
ب) احسب عزم الدوران المنفذ على الساعد.
الدقة
أ) وفقًا لقاعدة اليد اليمنى ، يكون عزم الدوران في الاتجاه العمودي على مستوى المقبض ، ويشير اتجاهه نحو مستوى الباب.
ب) باستخدام صيغة عزم الدوران وبيانات التمرين ، لنقم بالحسابات التالية:
2) يتم تطبيق عزم دوران قدره 100 نيوتن متر على مسافة 25 سم من محور دوران الجسم. أوجد مقدار القوة المتعامدة مع مستوى دوران هذا الجسم واحسب التغير في الزخم الزاوي الذي يعاني منه هذا الجسم في فترة زمنية مقدارها 3 ثوانٍ.
الدقة
لحساب شدة القوة العمودية على محور الدوران ، سنستخدم تعريف عزم الدوران وبيانات التمرين:
لتحديد التباين في الزخم الزاوي الذي يعاني منه هذا الجسم ، لنقم بالحسابات التالية:
بي. رافائيل هيلربروك
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/torque-uma-forca.htm