Lokacin ƙarfi (ƙarfin juyi)

Kayan Lokacin Ƙarfi (Moment of Power)

Salon Hannun Hannu
Ka yi la'akari da abin da ke juyawa, kamar ƙofa. Idan aka buɗe ko aka rufe ƙofar, tana juyawa. Hinjini da ke haɗa ƙofar da bango yana aiki a matsayin ginshiƙin juyawa.
Hoton ƙofar da aka gani daga sama. Yi la'akari da misali inda ake tura ƙofa da ƙarfi biyu, inda dukkan ƙarfin biyu suke da girma da alkibla iri ɗaya; alkiblar ƙarfin tana daidai da ƙofar.
Da farko ana tura ƙofar da ƙarfi F₁ wanda yake a nesa r₁ daga gefen juyawa. Bayan haka ana tura ƙofar da ƙarfi F₂ wanda yake a nesa r₂ daga axis na juyawa. Ko da yake girma da alkiblar ƙarfin F1 iri ɗaya ne da F₂, ƙarfi F₂ yana sa ƙofar ta juya da sauri fiye da ƙarfin F₁A wata ma'anar, ƙarfin F₂ yana haifar da hanzarin kusurwa mafi girma fiye da ƙarfin F₁Za ka iya tabbatar da hakan.
Girman hanzarin kusurwa na abu a juyawa ba wai kawai yana tasiri ne ta hanyar ƙarfin ba, har ma yana tasiri ne ta hanyar nisan da ke tsakanin wurin aikin ƙarfin da kuma axis na juyawa (r). Idan alkiblar ƙarfin ta kasance daidai da saman abu kamar yadda yake a cikin misalin da ke sama, hannun ƙarfin (l) daidai yake da nisan da ke tsakanin wurin aikin ƙarfin da axis na juyawa (r). Me zai faru idan alkiblar ƙarfin ba ta daidaita da saman abu ba?
Yi bitar wasu misalai guda biyu kamar yadda aka nuna a hoton da ke sama. Ko da yake girman ƙarfin F2 da F3 iri ɗaya ne, alkiblar ƙarfin biyu ta bambanta ta yadda hannun ƙarfin (l) ya bambanta. hoto c, alkiblar layin aikin ƙarfin ya yi daidai da axis na juyawa don haka hannun ƙarfin ya zama sifili. Ana sanin hannun ƙarfin ta hanyar zana layi daga axis na juyawa zuwa layin aikin ƙarfin, inda layin daga axis na juyawa dole ne ya kasance a tsaye ko kuma ya zama kusurwar 90^o tare da layin aikin ƙarfin.
Masoya hoto b domin ku fahimci yadda aka samo wannan dabarar ƙarfin hannu.
Bayani:
l = hannun ƙarfi, r = nisan wurin aikin ƙarfin daga axis na juyawa
Ana amfani da Lissafi na 1 don ƙididdige hannun ƙarfin.
Idan F ya kasance daidai da r to kusurwar da aka kafa ita ce 90^o.
l = r zunubi 90^o = (r)(1)
l = r
Idan F ya yi daidai da r to kusurwar da aka kafa ita ce 0^o.
l = r zunubi 0^o = (r)(0)
shi = 0

Lokacin Ƙarfi ko Ƙarfin Karfi
Babban lokacin ƙarfi
A fannin lissafi, girman lokacin ƙarfin yana faruwa ne sakamakon ninka girman ƙarfin (F) da hannun ƙarfin (l).
Ana amfani da Lissafi na 2 don ƙididdige girman lokacin ƙarfin.
Naúrar karfin juyi ta duniya ita ce mitar Newton, wacce aka takaita da N.m. Naúrar karfin juyi ta duniya iri daya ce da ta aiki da makamashi, amma karfin juyi ba makamashi ba ne, don haka ba sai an maye gurbin naúrarsa da naúrar Joule ba. Masana kimiyyar lissafi galibi suna amfani da kalmar Torque, yayin da injiniyoyi galibi suna amfani da kalmar moment of force.

Alkiblar lokacin ƙarfi
Lokacin ƙarfi adadi ne na vector, saboda haka, ban da girmansa, yana da alkibla. Ana iya ƙayyade alkiblar lokacin ƙarfi cikin sauƙi ta amfani da ƙa'idar hannun dama. Juya yatsu huɗu na hannun dama, riƙe babban yatsan hannun dama a tsaye. Alkiblar juyawar yatsu huɗu ita ce alkiblar juyawa, yayin da alkiblar da babban yatsa ya nuna ita ce alkiblar lokacin ƙarfi.
Idan alkiblar lokacin ƙarfi ta kai sama (tare da axis mai kyau na y) ko kuma zuwa dama (tare da axis mai kyau na x), to lokacin ƙarfi ko ƙarfin juyi yana da kyau. Akasin haka, idan alkiblar lokacin ƙarfi tana ƙasa (tare da axis mai kyau) ko zuwa hagu (tare da axis mai kyau), to lokacin ƙarfi yana da kyau.
A wata ma'anar, idan juyawar abu tana juyawa ne a hannun agogo, lokacin ƙarfin yana da kyau. Akasin haka, idan juyawar abu ta kasance akasin agogo, lokacin ƙarfin yana da kyau.

Misalin matsalolin

1. Ƙarfin iko guda biyar suna aiki a kan murabba'i mai gefuna na santimita 10 kamar yadda aka nuna a cikin hoton da ke ƙasa. Sakamakon lokacin ƙarfin da ke tare da axis a wurin haɗuwar diagonal na murabba'in shine…

Tattaunawa

An sani:

Tsawon kusurwar kusurwa = 5√2 cm = (5)(1,4) cm = 7 cm = 0,07 m

Zunubi 45 ^o = 0,5√2 = (0,5) (1,4) = 0,7

An tambaya: Juyin juyi mai zuwa

Amsa:

Juyin juyi na 1:

τ ₁ = (10 N) (0,07 m) (zunubi 45 ^o ) = (10 N) (0,07 m) (0,7) (0.7) = 0,49 Nm

Juyin juyawa na 1 yana sa murabba'in ya juya akasin agogon hannu, don haka bisa ga al'ada ana ba shi alama mai kyau.

Juyin juyi na 2:

τ ₂ = (4 N) (0,07 m) (zunubi 45 ^o ) = (4 N) (0,07 m) (0,7) (0.7) = 0,196 Nm

Juyin juyawa na 2 yana sa murabba'in ya juya akasin agogon hannu, don haka bisa ga al'ada ana ba shi alama mai kyau.

Juyin juyi na 3:

τ ₃ = (10 N) (0,07 m) (zunubi 45 ^o ) = (10 N) (0,07 m) (0,7) (0.7) = 0,49 Nm

Juyin juyawa na 3 yana sa murabba'in ya juya akasin agogon hannu, don haka bisa ga al'ada ana ba shi alama mai kyau.

Juyin juyi na 4:

τ ₄ = (5√2 N) (0,07 m) (zunubi 90 ^o ) = (7 N) (0,07 m) (1) = 0,49 Nm

Juyin juyawa na 4 yana sa murabba'in ya juya akasin agogon hannu, don haka bisa ga al'ada ana ba shi alama mai kyau.

Juyin juyi na 5:

τ ₅ = (9 N) (0,07 m) (zunubi 45 ^o ) = (9 N) (0,07 m) (0,7) = -0,44 Nm

Juyin juya hali na 5 yana sa murabba'in ya juya a hannun agogo, don haka bisa ga al'ada ana ba shi alama mara kyau.

Karfin juyi mai zuwa:

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