تسمى المسافة العمودية من محور الدوران إلى نقطة تأثير القوة ب وهو من أكثر الأسئلة شيوعا في الفيزياء لأن المسافة العمودية من محور الدوران إلى نقطة تأثير القوة تمثل أحد طرفي العلاقة بين عزم القوة وتأثيرها على الجسم. في موقع مرجعي عند المسافة العمودية من محور الدوران إلى النقطة التي تؤثر فيها القوة بالتفصيل.
ما هو الزوج القوة؟
يتم تعريف عزم الدوران على أنه مقدار القوة التي يمكن أن تؤثر على الجسم وتجعله يدور حول محور معين، وعزم الدوران هو ما يسبب التسارع الزاوي لجميع الأجسام. وعليه يمكن تعريف عزم الدوران بأنه: المعادل الدوراني للقوة الخطية الناتجة عنه، وقوة العزم، والنقطة التي يطلق عليها. ثم يدور الجسم حول محور الدوران ويرمز له بالحرف اليوناني Τ أو tau الذي يشير إلى عزم الدوران في المعادلات والحسابات الفيزيائية. وحدة قياس عزم الدوران هي نيوتن-. المتر أو نيوتن لكل متر، ويرمز له في المعادلات والصيغ الرياضية بالرمز التالي: Nm، أو بالعربية بالرمز: N.m، لأن هذه الوحدة هي نتيجة ضرب مقدار القوة التي بالنيوتن، بالمسافة بين محور الدوران ونقطة تأثير القوة وهي بالمتر.(1)
إقرأ أيضاً: يتوقف الجسم عن الحركة بسبب
تسمى المسافة العمودية من محور الدوران إلى نقطة تأثير القوة ب
بعد معرفة تعريف قوة عزم الدوران، سنتعرف على ما تسمى المسافة الرأسية من محور الدوران إلى نقطة تأثير القوة، وسنقدم تلك الإجابة على النحو التالي:(1)
- المسافة العمودية من محور الدوران إلى النقطة التي تؤثر فيها القوة تسمى ذراع القوة.
تقاس مسافة ذراع القوة بالمتر، ويتم ضرب مقدارها في مقدار شدة القوة المقاسة بالنيوتن لينتج عنها عزم الدوران المقاس بالنيوتن متر. ومن المؤكد أنه كلما زادت مسافة ذراع الطاقة، كلما زاد مقدار عزم الدوران. ومن الأمثلة على ذلك: إذا أثرت قوة مقدارها 5 نيوتن على ذراع القوة، وكان طول ذراع القوة في تلك اللحظة 2 متر، فإن عزم الدوران الناتج عن تلك القوة هو. لكن ستكون 10 نيوتن متر إذا تضاعف طول ذراع القوة ليصبح مثلا 4 أمتار مع مقدار ثابت من القوة، فإننا نحصل على عزم دوران إضافي 20 نيوتن متر، وبالتالي يتضاعف عزم القوة مع الطول. يتم مضاعفة ذراع الطاقة.
أنظر أيضا: التسارع الزاوي لعجلات سيارة نصف قطرها 0.5 م، والتسارع الخطي 6.5 م/ث2.
العلاقة الرياضية لقانون القوة والعزم
إن عزم القوة، كما ذكرنا سابقًا، هو نتيجة ضرب القوة في طول ذراع القوة. ولذلك يمكن إدراج العلاقة الرياضية بين ذراع القوة ومقدار القوة للحصول على عزم القوة كما يلي:(2)
- عزم القوة = طول ذراع القوة × شدة القوة
Τ = و × ص
Τ = F r خطيئةθ
الرمز Τ يمثل عزم الدوران، الرمز F يرمز إلى مقدار القوة المؤثرة على الذراع، الرمز r يشير إلى طول ذراع القوة و θ هي الزاوية بين اتجاه القوة واتجاه ذراع القوة تعتبر موجبة كما تدور في اتجاه عقارب الساعة. يعتبر عزم الدوران سلبيا إذا كان يدور عكس اتجاه عقارب الساعة.
إقرأ أيضاً: جسم يدور بسرعة ثابتة له تسارع زاوي
العوامل المؤثرة على الزوجين
هناك عاملان رئيسيان فقط يؤثران على مقدار عزم الدوران Τ، وسنتحدث عنهما كما يلي:(2)
- قيمة القوة: لأنه كلما زادت قيمة القوة المؤثرة على الذراع، كلما زاد مقدار عزم الدوران أو قوة عزم الدوران، لأن العلاقة بين القوة وعزم الدوران هي علاقة طردية بالتأكيد.
- المسافة من محور الدوران إلى نقطة القوة: كلما زادت هذه المسافة، زاد مقدار عزم الدوران الناتج إذا ظل نفس مقدار القوة ثابتًا.
لقد وصلنا إلى نهاية المقال تسمى المسافة العمودية من محور الدوران إلى نقطة تأثير القوة ب لقد تعلمنا عن الزوجين القويين والعلاقات المرتبطة بهما. وعرفنا أيضًا أن المسافة الرأسية من محور الدوران إلى نقطة تأثير القوة تسمى ذراع القوة، وعرفنا العلاقة بين زوجين القوة.
