የኃይል ቅጽበት (ጉልበት)

የሞመንት ኦፍ ፎርስ (ቶርኬ) ቁሳቁስ

የቅጥ ክንዶች
እንደ በር ያለ የሚሽከረከር ነገርን አስቡበት። በሩ ሲከፈት ወይም ሲዘጋ ይሽከረከራል። በሩን ከግድግዳው ጋር የሚያገናኘው ማጠፊያ እንደ የማዞሪያ ዘንግ ሆኖ ያገለግላል።
የበሩ ምስል ከላይ የሚታየው። አንድ በር በሁለት ኃይሎች የሚገፋበትን ምሳሌ ተመልከት፣ ሁለቱም ኃይሎች ተመሳሳይ መጠንና አቅጣጫ አላቸው፤ የኃይሉ አቅጣጫ ከበሩ ጋር ቀጥ ያለ ነው።
መጀመሪያ ላይ በሩ በኃይል ኤፍ ይገፋል₁ ይህም በርቀት ላይ ነው r₁ ከዙሪያው ዘንግ። ከዚያ በኋላ በሩ በኃይል F ይገፋል።₂ ይህም በርቀት ላይ ነው r₂ ከዙሪያ ዘንግ። ምንም እንኳን የF1 የኃይል መጠን እና አቅጣጫ ከF ጋር ተመሳሳይ ቢሆንም።₂, ኃይል ኤፍ₂ በሩ ከኃይል ኤፍ በበለጠ ፍጥነት እንዲሽከረከር ያደርገዋል₁በሌላ አነጋገር፣ ኃይሉ ኤፍ₂ ከ F ኃይል የበለጠ አንግል ማጣደፍን ያስከትላል₁ይህንን ማረጋገጥ ትችላለህ።
በማሽከርከር ላይ ያለ ነገር የማዕዘን ፍጥነት መጠን በኃይል ብቻ ሳይሆን በኃይሉ የተግባር ነጥብ እና በማሽከርከር ዘንግ (r) መካከል ባለው ርቀትም ተጽዕኖ ያሳድራል። የኃይሉ አቅጣጫ ከላይ ባለው ምሳሌ ላይ እንደሚታየው ከነገሩ ወለል ጋር ቀጥ ያለ ከሆነ፣ የኃይሉ ክንድ (l) በኃይሉ የተግባር ነጥብ እና በማሽከርከር ዘንግ (r) መካከል ካለው ርቀት ጋር እኩል ነው። የኃይሉ አቅጣጫ ከነገሩ ወለል ጋር ቀጥ ያለ ካልሆነስ?
ከላይ ባለው ምስል ላይ እንደሚታየው ሁለት ሌሎች ምሳሌዎችን ይገምግሙ። የF2 እና F3 ኃይሎች መጠን ተመሳሳይ ቢሆንም፣ የሁለቱ ኃይሎች አቅጣጫዎች የተለያዩ በመሆናቸው የኃይሉ ክንዶች (l) የተለያዩ ይሆናሉ። በርቷል። ምስል ሐየኃይሉ የተግባር መስመር አቅጣጫ ከዙሪያው ዘንግ ጋር ይጣጣማል ስለዚህም የኃይሉ ክንድ ዜሮ ይሆናል። የኃይሉ ክንድ የሚታወቀው ከዙሪያው ዘንግ እስከ ኃይሉ የተግባር መስመር መስመር በመሳል ነው፣ እዚያም ከዙሪያው ዘንግ ያለው መስመር ቀጥ ያለ ወይም የ90 አንግል መሆን አለበት።^o ከኃይሉ የተግባር መስመር ጋር።
አሚቲ ምስል ለ ስለዚህ የሚከተለው የኃይል ክንድ ቀመር አመጣጥን በተሻለ ሁኔታ መረዳት ይችላሉ።
መረጃ፡
l = የኃይል ክንድ፣ r = የኃይል እርምጃ ነጥብ ርቀት ከዙሪያው ዘንግ
እኩልታ 1 የኃይል ክንዱን ለማስላት ይጠቅማል።
F ከ r ጋር ​​ቀጥ ያለ ከሆነ የተፈጠረው አንግል 90 ነው^o.
l = r ኃጢአት 90^o = (r)(1)
l = r
F ከ r ጋር ​​የሚገጣጠም ከሆነ የተፈጠረው አንግል 0 ነው^o.
l = r ኃጢአት 0^o = (r)(0)
l = 0

የኃይል ወይም የቶርክ ሞመንት
ትልቅ የኃይል ቅጽበት
በሂሳብ፣ የኃይል ቅጽበት መጠን የኃይልን መጠን (F) በኃይል ክንድ (l) በማባዛት የተገኘ ውጤት ነው።
እኩልታ 2 የኃይልን ቅጽበት መጠን ለማስላት ይጠቅማል።
የማሽከርከር አለም አቀፍ አሃድ የኒውተን ሜትር ሲሆን N.m ተብሎ በአጭሩ ይጻፋል። የማሽከርከር አለም አቀፍ አሃድ ከስራ እና ከኃይል ጋር ተመሳሳይ ነው፣ ነገር ግን ጉልበት ጉልበት አይደለም፣ ስለዚህ አሃዱ በጁል አሃድ መተካት አያስፈልገውም። የፊዚክስ ሊቃውንት ብዙውን ጊዜ የማሽከርከር የሚለውን ቃል ይጠቀማሉ፣ መሐንዲሶች ደግሞ የፎርስ ሞመንት የሚለውን ቃል ይጠቀማሉ።

የኃይል ቅጽበት አቅጣጫ
የኃይል ቅጽበት የቬክተር መጠን ነው፣ ስለዚህ፣ ከመጠኑ በተጨማሪ፣ አቅጣጫም አለው። የኃይል ቅጽበት አቅጣጫ በቀኝ እጅ ደንብ በቀላሉ ይወሰናል። የቀኝ እጅዎን አራት ጣቶች ቀጥ አድርገው በማቆየት ያሽከርክሩ። የአራቱ ጣቶች የማሽከርከር አቅጣጫ የማዞሪያ አቅጣጫ ሲሆን፣ በአውራ ጣት የሚጠቁመው አቅጣጫ ደግሞ የኃይል ቅጽበት አቅጣጫ ነው።
የኃይል ቅጽበት አቅጣጫ ወደ ላይ (በአዎንታዊ y-ዘንግ በኩል) ወይም ወደ ቀኝ (በአዎንታዊ x-ዘንግ በኩል) ከሆነ የኃይል ቅጽበት ወይም የጉልበት ቅጽበት አዎንታዊ ነው። በተቃራኒው የኃይል ቅጽበት አቅጣጫ ወደ ታች (በy-ዘንግ በኩል) ወይም ወደ ግራ (በx-ዘንግ በኩል) ከሆነ የኃይል ቅጽበት አሉታዊ ነው።
በሌላ አነጋገር፣ የነገሩ ሽክርክር በሰዓት አቅጣጫ ከሆነ፣ የኃይል ቅጽበት አሉታዊ ነው። በተቃራኒው፣ የነገሩ ሽክርክር በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ ከሆነ፣ የኃይል ቅጽበት አዎንታዊ ነው።

የችግሮች ምሳሌ

1. በሚከተለው ምስል ላይ እንደሚታየው አምስት ኃይሎች 10 ሴ.ሜ ጎኖች ባሉት ካሬ ላይ ይሰራሉ። የካሬው ዲያጎኖች በሚገናኙበት ቦታ ላይ ዘንግ ያላቸው ኃይሎች የውጤት ቅጽበት…

ውይይት

የሚታወቀው፦

የሰያፍ ርዝመት = 5√2 ሴሜ = (5)(1,4) ሴሜ = 7 ሴሜ = 0,07 ሜትር

ሲን 45^o = 0,5√2 = (0,5)(1,4) = 0,7

የተጠየቀው፦ የውጤት ጉልበት

መልስ፡

ጉልበት 1፡

τ₁ = (10 N)(0,07 ሜትር)(ሲን 45^o) = (10 N)(0,07 ሜ)(0,7) = 0,49 Nm

ቶርኬ 1 ካሬው በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ እንዲሽከረከር ያደርገዋል፣ ስለዚህ በተለምዶ አዎንታዊ ምልክት ተሰጥቶታል።

ጉልበት 2፡

τ₂ = (4 N)(0,07 ሜትር)(ሲን 45^o) = (4 N)(0,07 ሜ)(0,7) = 0,196 Nm

ቶርኬ 2 ካሬው በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ እንዲሽከረከር ያደርገዋል፣ ስለዚህ በተለምዶ አዎንታዊ ምልክት ተሰጥቶታል።

ጉልበት 3፡

τ₃ = (10 N)(0,07 ሜትር)(ሲን 45^o) = (10 N)(0,07 ሜ)(0,7) = 0,49 Nm

ቶርኬ 3 ካሬው በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ እንዲሽከረከር ያደርገዋል፣ ስለዚህ በተለምዶ አዎንታዊ ምልክት ተሰጥቶታል።

ጉልበት 4፡

τ₄ = (5√2 N)(0,07 ሜትር)(ኃጢአት 90^o) = (7 N)(0,07 ሜ)(1) = 0,49 Nm

ቶርኬ 4 ካሬው በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ እንዲሽከረከር ያደርገዋል፣ ስለዚህ በተለምዶ አዎንታዊ ምልክት ተሰጥቶታል።

ጉልበት 5፡

τ₅ = (9 N)(0,07 ሜትር)(ሲን 45^o) = (9 N)(0,07 ሜ)(0,7) = -0,44 Nm

ቶርኬ 5 ካሬው በሰዓት አቅጣጫ እንዲሽከረከር ያደርገዋል፣ ስለዚህ በተለምዶ አሉታዊ ምልክት ይሰጠዋል።

የውጤት ጉልበት፡

τ = 0,49 + 0,196 + 0,49 + 0,49 - 0,44 = 1,47 + 0,196 - 0,44 = 1,666 - 0,44 = 1,226 Nm