يوضح لك موقع القراءة وحدة قياس عزم القوة، ووحدة قياس ذراع القوة، ووحدة قياس عزم الدوران، وحساب عزم الدوران، وعندما يكون عزم الدوران غير موجود، وحساب عزم القوة بالعلاقة، تعتبر الوحدة الدولية لقياس عزم الدوران من أبرز قوانين الفيزياء، والشكل الصحيح للتسمية هو (عزم الدوران)، ولها نوعان عزم دوران ديناميكي وعزم دوران ثابت)، ومن أمثلة عزم الدوران توجيه السيارة، وتأرجح التوازن، حيث يعتمد قانون نيوتن الأول على حقيقة أن الجسم عندما يكون في حالة مستقرة سيبقى في هذه الحالة حتى تأتي قوة خارجية، تعرف على المزيد من المعلومات معنا في السطور التالية.
محتويات
وحدة عزم الدوران
الوحدة الدولية لقياس عزم الدوران هي نيوتن متر، ويرمز لها في المعادلة والصيغ الرياضية بالرمز Nm أو الرمز العربي Nm، حيث تنتج هذه الوحدة من عملية ضرب مقدار القوة بوحدة نيوتن، بواسطة طول ذراع القوة بالمتر، لذلك يمكن صياغة قانون عزم الدوران على التحويل التالي
وحدة عزم الدوران
بينما
- t → هو عزم الدوران، مُقاسًا بمتر نيوتن
- F ← هي القوة المؤثرة على الجسم وتقاس بالنيوتن.
- r → هو طول ذراع القوة ويقاس بالأمتار.
- × ← هي علامة الصليب، وهي عكس النقطة.
- θ → الزاوية بين اتجاه القوة واتجاه ذراع القوة.
وحدة ذراع القوة
- يُعرف اسم الوحدة للقوة بالنيوتن ؛ وذلك لأن العالم نيوتن هو الذي وضع المبادئ الأساسية للعلاقة الرياضية لقياس القوة، واسمها يعرف بالإنجليزية بـ (نيوتن)، ويعني رياضياً متر / كيلوجرام ثانية، أي القوة التي تؤثر يتم ضغط كتلة كيلوغرام واحد بالمتر كل ثانيتين، وفقًا للعلاقة الرياضية التالية (N = (kg × m) / s ^ 2) ؛ حيث N نيوتن، كجم كيلوجرام، M متر، و S ثانية.
- كما أن العلاقة بين مقدار عزم الدوران ومقدار القوة هي علاقة مباشرة، والعلاقة بين عزم الدوران ومقدار طول الذراع هي أيضًا علاقة مباشرة، وعند استخدام قوانين عزم الدوران في الفيزياء، يتم استخدام الرمز t لـ صريح عن عزم الدوران، في حين أن القوة يرمز لها بالرمز F، وطول ذراع القوة يرمز له بالحرف r،
وحدة عزم الدوران
عزم الدوران هو القوة المطلوبة لتدوير الجسم حول محوره بطول ثابت لذراع القوة. وحدة قياس عزم الدوران هي
- لكل كمية مادية وحدة قياس يتم قياسها بها. الكتلة هي وحدة قياس، كيلوغرام / سم 2، والطول هو وحدة قياس، ومتر، وما إلى ذلك.
- نظرًا لأن عزم الدوران يمثل كمية فيزيائية اتجاهية، فإن وحدة القياس هي النيوتن، أي أن مقدار عزم الدوران على الجسم الذي يدور حول محوره يساوي نيوتن لكل متر، ويرمز إليه بالرمز نيوتن / متر.
حساب عزم الدوران
يمكن حساب عزم الدوران بتطبيق المعادلة التالية T = F * r * sinθ، حيث تشير هذه الرموز إلى ما يلي
- T عزم الدوران في نيوتن متر (نيوتن متر).
- F القوة الخطية المطبقة ووحدتها نيوتن (N).
- r المسافة من محور الدوران إلى المكان الذي يتم فيه تطبيق القوة. يسمى طول ذراع القوة ووحدته بالمتر (م).
- θ الزاوية بين اتجاه تطبيق القوة (F) وطول ذراع القوة (R).
- إذا كان طول مفتاح فك الصواميل 0.6 متر، يكون مفتاح الربط مائلاً بمقدار 15 درجة من الأفقي، ويتم الضغط على مفتاح الربط بوزن شخص كامل بقوة 900 نيوتن، ثم زاوية تطبيق القوة ° = 15 درجة +90 هي 105 درجة
- يتم تطبيق معادلة حساب عزم الدوران على النحو التالي T = F * r * sinθ T = 900 (N) 0.6 (m) sin105 ويساوي 521.6 نيوتن متر
متى يتوقف عزم الدوران
يتم فقد عزم الدوران في إحدى الحالتين التاليتين
- حامل القوة موازٍ لمحور الدوران.
- يلتقي حامل الطاقة مع محور الدوران، كما لو كنت تضغط على حافة الباب الطويلة باتجاه محور دورانه لإغلاقه، ولا يدور.
احسب لحظة القوة بالنسبة إلى
- لفهم كيفية توليد عزم الدوران، تخيل شخصين يدفعان الباب عند المقبض بحيث يكون كل شخص على جانب واحد، ويدفعانه بقوة متساوية. ستكون هناك حالة من التوازن، ولكن عندما يتوقف أحدهم عن الدفع فجأة، فإن الشخص الآخر سيدفع الباب ويحركه وبالتالي يولد عزمًا.
- رياضيًا، القوة هي علاقة رياضية (القوة = الكتلة × التسارع) ؛ نظرًا لأنه إذا كان لدينا وحدة كتلة تقاس بالكيلوجرام وتتأثر بالقوة الناتجة عن جاذبية الأرض، مع العلم أن تسارع الجاذبية يساوي (9.8 متر / ثانية 2)، فمن السهل حساب قوة الجاذبية بين الجسم والأرض.
- وهو ممكن أيضًا وفقًا للعلاقة التالية (القوة الجاذبة = وزن الجسم = 9.8 × الكتلة، ويجب التمييز بين الكتلة والوزن في مجال الفيزياء عند حساب القوة، حيث تقاس الكتلة بالكيلوجرام، بينما الوزن هو تقاس بالكيلوغرام / متر لكل ثانية مربعة).