အားအင်ရဲ့ အခိုက်အတန့်

အား၏ အခိုက်အတန့်အကြောင်း ဆောင်းပါး

၁။ လီဗာလက်မောင်း

အခန်းတံခါးကဲ့သို့သော လည်ပတ်နေသော အရာဝတ္ထုတစ်ခုကို ပြန်လည်သုံးသပ်ပါ။ တံခါးဖွင့်လိုက်သောအခါ သို့မဟုတ် ပိတ်လိုက်သောအခါ တံခါးသည် လည်ပတ်သည်။ တံခါးကို နံရံနှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော ပတ္တာများသည် လည်ပတ်မှုဝင်ရိုးအဖြစ် လုပ်ဆောင်သည်။

တံခါးပုံကို အပေါ်စီးမှ မြင်ရသည်။ တံခါးကို တူညီသော ပမာဏနှင့် ဦးတည်ရာရှိသည့် အားနှစ်ခုဖြင့် တွန်းသည့် ဥပမာတစ်ခုကို ပြန်လည်သုံးသပ်ပါ၊ ထိုအား၏ ဦးတည်ရာသည် တံခါးနှင့် ထောင့်မှန်ကျသည်။ အစပိုင်းတွင် တံခါးကို F အားဖြင့် တွန်းသည်။₁, r₁ လည်ပတ်ဝင်ရိုးမှ။ ထို့နောက် တံခါးကို F အားဖြင့် တွန်းပို့သည်။₂, r₂ လည်ပတ်ဝင်ရိုးမှ ဝေးရာသို့။ အား F ၏ ပမာဏနှင့် ဦးတည်ရာ ဖြစ်သော်လည်း₁ =F₂, F ၏ အား₂ တံခါးကို F အားထက် ပိုမြန်စွာ လည်ပတ်စေသည်₁တစ်နည်းအားဖြင့် F ၏ အား₂ F အားနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ပိုမိုကြီးမားသော ထောင့်အရှိန်ကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်₁။ ဒါကို မင်းသက်သေပြနိုင်တယ်။

ရွေ့လျားနေသော အရာဝတ္ထု၏ ထောင့်အလျင်၏ ပမာဏကို အားကသာမက အား၏ အလုပ်လုပ်သည့်အမှတ်များနှင့် လည်ပတ်ဝင်ရိုး (r) အကြား အကွာအဝေးကလည်း လွှမ်းမိုးမှုရှိသည်။ အထက်ဖော်ပြပါ ဥပမာတွင်ကဲ့သို့ အား၏ ဦးတည်ရာသည် အရာဝတ္ထု၏ မျက်နှာပြင်နှင့် ထောင့်မှန်ဖြစ်ပါက လီဗာလက်တံ (l) သည် လည်ပတ်ဝင်ရိုးနှင့် အလုပ်လုပ်သည့်အမှတ်များအကြား အကွာအဝေး (r) နှင့် ညီမျှသည်။ အား၏ ဦးတည်ရာသည် အရာဝတ္ထု၏ မျက်နှာပြင်နှင့် ထောင့်မှန်မဟုတ်ပါက မည်သို့ဖြစ်မည်နည်း။

ဘေးရှိပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း အခြားဥပမာနှစ်ခုကို ပြန်လည်သုံးသပ်ပါ။ အားပမာဏတူညီသော်လည်း အား၏ဦးတည်ရာကွဲပြားသောကြောင့် လီဗာလက်မောင်း (l) လည်းကွဲပြားသည်။ ပုံ ၃ တွင်၊ အလုပ်အားမျဉ်း၏ဦးတည်ရာသည် လည်ပတ်ဝင်ရိုးနှင့် တိုက်ဆိုင်သောကြောင့် လီဗာလက်မောင်းသည် သုညဖြစ်သည်။ လီဗာလက်မောင်းကို လည်ပတ်ဝင်ရိုးမှ အလုပ်အားမျဉ်းအထိ မျဉ်းကြောင်းကို ဖော်ပြခြင်းဖြင့် သိရှိနိုင်သည်။ လည်ပတ်ဝင်ရိုး၏မျဉ်းသည် အားမျဉ်းနှင့် ထောင့်မှန်ကျရမည် သို့မဟုတ် ထောင့်မှန်ကျရမည်။

လီဗာလက်တံ၏ ညီမျှခြင်းကို ပိုမိုနားလည်နိုင်ရန် ပုံ ၂ ကို ကြည့်ပါ။

သိန် θ = လီတာ / အာရ်

l = r sin θ

l = လီဗာလက်မောင်း၊ r = လည်ပတ်ဝင်ရိုးနှင့် အလုပ်သမားအင်အား၏အမှတ်အကွာအဝေး။

အထက်ပါညီမျှခြင်းကို လီဗာလက်တံတွက်ချက်ရန်အသုံးပြုသည်။ F သည် r နှင့်ထောင့်မှန်ကျပါက ဖွဲ့စည်းထားသောထောင့်သည် 90 ဖြစ်သည်။^o.

l = r sin 90^o = r (1)

လီ = အာရ

F သည် r နှင့် တိုက်ဆိုင်ပါက ဖွဲ့စည်းထားသောထောင့်သည် 0 ဖြစ်သည်^o.

l = r sin 0^o = r (0)

လီတာ = ၀

၂.၂ အားအခိုက်အတန့် (torsion)

၂.၂.၁ ပမာဏ အင်အား၏အခိုက်အတန့်

သင်္ချာနည်းအရ၊ moment အား၏ ပမာဏသည် အား (F) နှင့် လီဗာလက်တံ (l) တို့ကို မြှောက်ခြင်း၏ ရလဒ်ဖြစ်သည်။

τ = F l

τ = အားအခိုက်အတန့် (နယူတန်မီတာ)၊ F = အား (နယူတန်), l = လီဗာလက်တံ (မီတာ)

အားအခိုက်အတန့်ပမာဏကို တွက်ချက်ရန် ညီမျှခြင်း ၂ ကို အသုံးပြုသည်။ နိုင်ငံတကာ torque စနစ်သည် အလုပ်နှင့် အတူတူပင်ဖြစ်သော်လည်း torque သည် စွမ်းအင်မဟုတ်သောကြောင့် ယူနစ်ကို Joule ဖြင့် အစားထိုးရန် မလိုအပ်ပါ။ ရူပဗေဒပညာရှင်များက torque ဟူသော အသုံးအနှုန်းကို မကြာခဏ အသုံးပြုကြပြီး အင်ဂျင်နီယာများက အားအခိုက်အတန့် ဟူသော အသုံးအနှုန်းကို အသုံးပြုကြသည်။

၂.၂.၂ အားအခိုက်အတန့်၏ ဦးတည်ရာ

အားအခိုက်အတန့်သည် ဗက်တာပမာဏတစ်ခုဖြစ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် မက်ဂနီကျူ့ရှိခြင်းအပြင် အားအခိုက်အတန့်တွင် ဦးတည်ရာလည်းရှိသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ အားအခိုက်အတန့်၏ ဦးတည်ရာကို ညာဘက်လက်စည်းမျဉ်းကို အသုံးပြု၍ အလွယ်တကူ သိရှိနိုင်သည်။ ညာဘက်လက်၏ လက်မကို ထောက်ထားစဉ် ညာဘက်လက်၏ လက်ချောင်းလေးချောင်းကို လှည့်ပါ။ လက်ချောင်းလေးချောင်း၏ ဦးတည်ရာသည် အရာဝတ္ထု၏ လည်ပတ်မှု ဦးတည်ရာဖြစ်ပြီး လက်မဖြင့်ပြသသော ဦးတည်ရာသည် အားအခိုက်အတန့်၏ ဦးတည်ရာဖြစ်သည်။

အားအခိုက်အတန့်၏ ဦးတည်ရာသည် အပေါ်ဘက်သို့ (y-ဝင်ရိုး၏ ဦးတည်ရာ) သို့မဟုတ် ညာဘက်သို့ (x-ဝင်ရိုး၏ ဦးတည်ရာ) ဖြစ်ပါက အားအခိုက်အတန့်သည် အပေါင်းဖြစ်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့် အားအခိုက်အတန့်၏ ဦးတည်ရာသည် အောက်ဘက်သို့ (y-ဝင်ရိုး၏ ဦးတည်ရာ) သို့မဟုတ် ဘယ်ဘက်သို့ (-x-ဝင်ရိုး၏ ဦးတည်ရာ) ဖြစ်ပါက အားအခိုက်အတန့်သည် အနုတ်ဖြစ်သည်။ တစ်နည်းအားဖြင့် အရာဝတ္ထုများ၏ လည်ပတ်မှု ဦးတည်ရာသည် နာရီလက်တံလည်ပတ်မှုဖြစ်ပါက အားအခိုက်အတန့်သည် အနုတ်ဖြစ်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အနေဖြင့် အရာဝတ္ထုများ၏ လည်ပတ်မှု ဦးတည်ရာသည် နာရီလက်တံလည်ပတ်မှုနှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်ပါက အားအခိုက်အတန့်သည် အပေါင်းဖြစ်သည်။

၂.၂.၃ အားအခိုက်အတန့်၏ နမူနာပြဿနာများ

နမူနာပြဿနာများ ၁။

ဘလောက်တစ်ခုဟာ အလျား ၈ မီတာရှိပါတယ်။ ပုံမှာပြထားတဲ့အတိုင်း တန်းပေါ်မှာ အားသုံးခု အလုပ်လုပ်ပါတယ်။ တန်းကို အလယ်ဗဟိုမှာ လည်ပတ်စေတဲ့ အားအခိုက်အတန့်ရဲ့ ပမာဏက ဘယ်လောက်လဲ။

ဖြေရှင်းချက်:

ရောင်ခြည်၏အလယ်ဗဟိုသည် အလယ်တွင်တည်ရှိသည်။ ရောင်ခြည်၏အရှည်မှာ ၈ မီတာဖြစ်သောကြောင့် ရောင်ခြည်၏အလယ်ဗဟိုသည် ရောင်ခြည်၏အဆုံးမှ ၄ မီတာအကွာတွင်ရှိသည်။

လိမ်အား ၁ = F₁ l₁ = (10 N)(4 m) = 40 N m

torque 1 သည် beams များကို နာရီလက်တံလည်ပတ်စေသောကြောင့် Torque 1 သည် အပေါင်းဖြစ်သည်။

လိမ်အား ၁ = F₂ l₂ = (10 N)(2 m) = – 20 N m

torque 2 သည် beam ကို နာရီလက်တံလည်ပတ်စေသောကြောင့် Torque 2 သည် အနုတ်ဖြစ်သည်။

လိမ်အား ၁ = F₃ l₃ = (15 N)(2 m) = – 30 N m

torque 3 သည် beam ကို နာရီလက်တံလည်ပတ်စေသောကြောင့် Torque 3 သည် အနုတ်ဖြစ်သည်။

အသားတင် torque = 40 N m – 20 N m – 30 N m = – 10 N m

ရလဒ် torque သည် အနုတ်ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် ရောင်ခြည်လည်ပတ်မှု ဦးတည်ရာသည် နာရီလက်တံလည်ပတ်မှုဖြစ်ကြောင်း ညွှန်ပြသည်။

နမူနာပြဿနာများ ၁။

F₁ = ၁၅ N, F₂ = ၁၅ N, F₃ = ၁၀ N နှင့် F₄ = 10 N၊ ပုံတွင်ပြထားသည့်အတိုင်း ABCD ၏ ချောင်းပေါ်တွင် အလုပ်လုပ်ပါ။ ABCD ချောင်း၏ အရှည်မှာ မီတာ ၂၀ ဖြစ်သည်။ ချောင်းဒြပ်ထုကို လျစ်လျူရှုပါက၊ D အမှတ်တွင်တည်ရှိသော လည်ပတ်ဝင်ရိုးသည် အားအခိုက်အတန့်၏ ပမာဏကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်။

ဖြေရှင်းချက်:

ဒီအခက်အခဲရဲ့မေးခွန်းက လည်ပတ်ဝင်ရိုးဟာ D အမှတ်မှာတည်ရှိပြီး ရောင်ခြည်ကိုလည်ပတ်စေတဲ့ အသားတင် torque ကဘာလဲဆိုတာပါပဲ။

လိမ်အား ၁ = F₁ l₁ = (10 N)(15 m) = 150 N m

Torque 1 သည် beam ကိုလည်ပတ်စေသောကြောင့် Torque 1 သည် အပေါင်းဖြစ်သည်

နာရီလက်တံလည်ပတ်မှု ဦးတည်ရာနှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်။

လိမ်အား ၁ = F₂ l₂ = (15 N)(5 m) = -75 N m

torque 2 သည် beam ကို နာရီလက်တံလည်ပတ်စေသောကြောင့် Torque 2 သည် အနုတ်ဖြစ်သည်။

လိမ်အား ၁ = F₃ l₃ = (15 N)(0 m) = 0 N m

Torque 3 က F ဖြစ်လို့ သုညဖြစ်နေတယ်₃ လည်ပတ်မှုဝင်ရိုးနှင့် တိုက်ဆိုင်သည်။

လိမ်အား ၁ = F₄ l₄ = (10 N)(5 m) = 50 N m

torque 4 သည် beam ကို နာရီလက်တံလည်ပတ်စေသောကြောင့် Torque 4 သည် အပေါင်းဖြစ်သည်။

အသားတင် torque = 150 N m – 75 N m + 50 N m = 125 N m

အသားတင် torque သည် အပေါင်းဖြစ်သောကြောင့် ရောင်ခြည်၏ လည်ပတ်မှု ဦးတည်ရာသည် နာရီလက်တံလည်ပတ်မှု ဦးတည်ရာနှင့် ဆန့်ကျင်ဘက်ဖြစ်သည်။