ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਬਾਰੇ ਲੇਖ
1. ਲੀਵਰ ਬਾਂਹ
ਘੁੰਮਦੀ ਹੋਈ ਵਸਤੂ ਦੀ ਸਮੀਖਿਆ ਕਰੋ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਕਮਰੇ ਦਾ ਦਰਵਾਜ਼ਾ। ਜਦੋਂ ਦਰਵਾਜ਼ਾ ਖੋਲ੍ਹਿਆ ਜਾਂ ਬੰਦ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਦਰਵਾਜ਼ਾ ਘੁੰਮਦਾ ਹੈ। ਦਰਵਾਜ਼ੇ ਨੂੰ ਕੰਧ ਨਾਲ ਜੋੜਨ ਵਾਲੇ ਕਬਜੇ ਘੁੰਮਣ ਦੇ ਧੁਰੇ ਵਜੋਂ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ।
ਦਰਵਾਜ਼ੇ ਦੀ ਤਸਵੀਰ ਉੱਪਰੋਂ ਦਿਖਾਈ ਦੇ ਰਹੀ ਹੈ। ਇੱਕ ਉਦਾਹਰਣ ਦੀ ਸਮੀਖਿਆ ਕਰੋ ਜਿੱਥੇ ਦਰਵਾਜ਼ੇ ਨੂੰ ਇੱਕੋ ਜਿਹੀ ਤੀਬਰਤਾ ਅਤੇ ਦਿਸ਼ਾ ਵਾਲੇ ਦੋ ਬਲਾਂ ਵਿੱਚ ਧੱਕਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਬਲ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦਰਵਾਜ਼ੇ ਦੇ ਲੰਬਵਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਪਹਿਲਾਂ, ਦਰਵਾਜ਼ੇ ਨੂੰ F ਦੇ ਬਲ ਨਾਲ ਧੱਕਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।1, ਆਰ1 ਘੁੰਮਣ ਦੇ ਧੁਰੇ ਤੋਂ। ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਦਰਵਾਜ਼ੇ ਨੂੰ F ਦੇ ਬਲ ਨਾਲ ਧੱਕਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ2, ਆਰ2 ਘੁੰਮਣ ਦੇ ਧੁਰੇ ਤੋਂ ਦੂਰ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਬਲ F ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਅਤੇ ਦਿਸ਼ਾ1 = ਐਫ2, F ਦਾ ਬਲ2 ਦਰਵਾਜ਼ਾ F ਦੇ ਬਲ ਨਾਲੋਂ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਘੁੰਮਦਾ ਹੈ1. ਦੂਜੇ ਸ਼ਬਦਾਂ ਵਿੱਚ, F ਦਾ ਬਲ2 F ਦੇ ਬਲ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਇੱਕ ਵੱਡਾ ਕੋਣੀ ਪ੍ਰਵੇਗ ਪੈਦਾ ਕਰਦਾ ਹੈ1. ਤੁਸੀਂ ਇਹ ਸਾਬਤ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹੋ।
ਗਤੀਸ਼ੀਲ ਵਸਤੂ ਦੇ ਕੋਣੀ ਵੇਗ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਨਾ ਸਿਰਫ਼ ਬਲ ਦੁਆਰਾ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਸਗੋਂ ਬਲ ਦੇ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲ ਬਿੰਦੂਆਂ ਅਤੇ ਰੋਟਰੀ ਧੁਰੀ (r) ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਦੁਆਰਾ ਵੀ ਪ੍ਰਭਾਵਿਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਬਲ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਉਪਰੋਕਤ ਉਦਾਹਰਣ ਵਾਂਗ ਵਸਤੂ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਲੰਬਵਤ ਹੈ, ਤਾਂ ਲੀਵਰ ਬਾਂਹ (l) ਘੁੰਮਣ ਦੇ ਧੁਰੀ (r) ਨਾਲ ਕੰਮ ਦੇ ਬਿੰਦੂਆਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ ਦੇ ਬਰਾਬਰ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਬਲ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਸਤੂ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਲੰਬਵਤ ਨਹੀਂ ਹੈ ਤਾਂ ਕੀ ਹੋਵੇਗਾ?
ਦੋ ਹੋਰ ਉਦਾਹਰਣਾਂ ਦੀ ਸਮੀਖਿਆ ਕਰੋ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਪਾਸੇ ਵਾਲੇ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਬਲ ਦੀ ਮਾਤਰਾ ਇੱਕੋ ਜਿਹੀ ਹੈ, ਬਲ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵੱਖਰੀ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਲੀਵਰ ਬਾਂਹ (l) ਵੀ ਵੱਖਰੀ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 3 ਵਿੱਚ, ਬਲ ਦੀ ਕਾਰਜ ਰੇਖਾ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਰੋਟੇਸ਼ਨ ਦੇ ਧੁਰੇ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਲੀਵਰ ਬਾਂਹ ਜ਼ੀਰੋ ਹੋਵੇ। ਲੀਵਰ ਬਾਂਹ ਨੂੰ ਰੋਟੇਸ਼ਨ ਦੇ ਧੁਰੇ ਤੋਂ ਵਰਕਫੋਰਸ ਦੀ ਰੇਖਾ ਤੱਕ ਰੇਖਾ ਦਾ ਵਰਣਨ ਕਰਕੇ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਜਿੱਥੇ ਰੋਟੇਸ਼ਨ ਦੇ ਧੁਰੇ ਦੀ ਰੇਖਾ ਲੰਬਵਤ ਹੋਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ ਜਾਂ ਬਲ ਦੀ ਰੇਖਾ ਨਾਲ 90° ਦਾ ਕੋਣ ਬਣਾਉਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 2 ਨੂੰ ਵੇਖੋ ਤਾਂ ਜੋ ਤੁਸੀਂ ਲੀਵਰ ਆਰਮ ਦੇ ਸਮੀਕਰਨ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸਮਝ ਸਕੋ।
ਪਾਪ θ = l / r
l = r ਪਾਪ θ
l = ਲੀਵਰ ਬਾਂਹ, r = ਘੁੰਮਣ ਦੇ ਧੁਰੇ ਨਾਲ ਕਾਰਜਬਲ ਦੇ ਬਿੰਦੂ ਦੀ ਦੂਰੀ।
ਉੱਪਰ ਦਿੱਤੇ ਸਮੀਕਰਨ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਲੀਵਰ ਬਾਂਹ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਜੇਕਰ F r ਦੇ ਲੰਬਵਤ ਹੈ, ਤਾਂ ਬਣਿਆ ਕੋਣ 90 o ਹੈ ।
l = r ਪਾਪ 90 o = r (1)
l = r
ਜੇਕਰ F, r ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਬਣਿਆ ਕੋਣ 0 o ਹੁੰਦਾ ਹੈ ।
l = r ਪਾਪ 0 o = r (0)
l = 0
2.2 ਬਲ ਦਾ ਪਲ (ਟਾਰਕ)
2.2.1 ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ
ਗਣਿਤਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਪਲ ਬਲ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਬਲ (F) ਅਤੇ ਲੀਵਰ ਬਾਂਹ (l) ਦੇ ਗੁਣਾ ਦਾ ਨਤੀਜਾ ਹੈ।
τ = ਐਫ ਐਲ
τ = ਬਲ ਦਾ ਪਲ (ਨਿਊਟਨ ਮੀਟਰ), F = ਬਲ ( ਨਿਊਟਨ ), l = ਲੀਵਰ ਆਰਮ (ਮੀਟਰ)
ਸਮੀਕਰਨ 2 ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਦੀ ਗਣਨਾ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਟਾਰਕ ਦੀ ਅੰਤਰਰਾਸ਼ਟਰੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਕੰਮ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ, ਪਰ ਟਾਰਕ ਊਰਜਾ ਨਹੀਂ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਯੂਨਿਟ ਨੂੰ ਜੂਲ ਨਾਲ ਬਦਲਣ ਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਭੌਤਿਕ ਵਿਗਿਆਨੀ ਅਕਸਰ ਟਾਰਕ ਸ਼ਬਦ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇੰਜੀਨੀਅਰ ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਸ਼ਬਦ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹਨ।
2.2.2 ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ
ਬਲ ਦਾ ਪਲ ਇੱਕ ਵੈਕਟਰ ਮਾਤਰਾ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ, ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾਲਤਾ ਹੋਣ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ, ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਦੀ ਇੱਕ ਦਿਸ਼ਾ ਵੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਸੱਜੇ ਹੱਥ ਦੇ ਨਿਯਮ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਜਾਣੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਆਪਣੇ ਸੱਜੇ ਹੱਥ ਦੀਆਂ ਚਾਰ ਉਂਗਲਾਂ ਨੂੰ ਘੁੰਮਾਓ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਸੱਜੇ ਹੱਥ ਦਾ ਅੰਗੂਠਾ ਬਰਕਰਾਰ ਹੈ। ਚਾਰ ਉਂਗਲਾਂ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਸਤੂ ਦੇ ਘੁੰਮਣ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਅੰਗੂਠੇ ਦੁਆਰਾ ਦਿਖਾਈ ਗਈ ਦਿਸ਼ਾ ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਹੈ।
ਜੇਕਰ ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਉੱਪਰ ਵੱਲ (y-ਧੁਰੇ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ) ਜਾਂ ਸੱਜੇ ਪਾਸੇ (x-ਧੁਰੇ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ) ਹੈ ਤਾਂ ਬਲ ਦਾ ਪਲ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਜੇਕਰ ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਹੇਠਾਂ ਵੱਲ (y-ਧੁਰੇ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ) ਜਾਂ ਖੱਬੇ ਪਾਸੇ (-x-ਧੁਰੇ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ) ਹੈ, ਤਾਂ ਬਲ ਦਾ ਪਲ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਦੂਜੇ ਸ਼ਬਦਾਂ ਵਿੱਚ, ਜੇਕਰ ਵਸਤੂਆਂ ਦੇ ਘੁੰਮਣ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਘੜੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਹੈ, ਤਾਂ ਬਲ ਦਾ ਪਲ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, ਜੇਕਰ ਵਸਤੂਆਂ ਦੇ ਘੁੰਮਣ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਘੜੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਣ ਦੇ ਉਲਟ ਹੈ, ਤਾਂ ਬਲ ਦਾ ਪਲ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
2.2.3 ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਦੀਆਂ ਨਮੂਨਾ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ
ਨਮੂਨਾ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ 1.
ਇੱਕ ਬਲਾਕ ਦੀ ਲੰਬਾਈ 8 ਮੀਟਰ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ ਵਾਂਗ, ਬੀਮ ਉੱਤੇ ਤਿੰਨ ਬਲ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਕੀ ਹੈ ਜਿਸ ਕਾਰਨ ਬੀਮ ਆਪਣੇ ਕੇਂਦਰ ਦੁਆਲੇ ਘੁੰਮਦੀ ਹੈ?
ਦਾ ਹੱਲ:
ਬੀਮ ਦਾ ਕੇਂਦਰ ਵਿਚਕਾਰ ਸਥਿਤ ਹੈ। ਬੀਮ ਦੀ ਲੰਬਾਈ 8 ਮੀਟਰ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਬੀਮ ਦਾ ਕੇਂਦਰ ਬੀਮ ਦੇ ਸਿਰੇ ਤੋਂ 4 ਮੀਟਰ ਦੀ ਦੂਰੀ 'ਤੇ ਹੈ।
ਟਾਰਕ 1 = F 1 l 1 = (10 N)(4 ਮੀਟਰ) = 40 N ਮੀਟਰ
ਟਾਰਕ 1 ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਟਾਰਕ 1 ਬੀਮਾਂ ਨੂੰ ਘੜੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਉਲਟ ਘੁੰਮਾਉਣ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ।
ਟਾਰਕ 2 = F 2 l 2 = (10 N)(2 ਮੀਟਰ) = – 20 N ਮੀਟਰ
ਟਾਰਕ 2 ਨੈਗੇਟਿਵ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਟਾਰਕ 2 ਬੀਮ ਨੂੰ ਘੜੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਾਉਣ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ।
ਟਾਰਕ 3 = F 3 l 3 = (15 N)(2 ਮੀਟਰ) = – 30 N ਮੀਟਰ
ਟਾਰਕ 3 ਨੈਗੇਟਿਵ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਟਾਰਕ 3 ਬੀਮ ਨੂੰ ਘੜੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਾਉਣ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ।
ਕੁੱਲ ਟਾਰਕ = 40 N · m – 20 N · m – 30 N · m = – 10 N · m
ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਟਾਰਕ ਨਕਾਰਾਤਮਕ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਬੀਮ ਦੇ ਘੁੰਮਣ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਘੜੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਹੈ।
ਨਮੂਨਾ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ 2.
F 1 = 10 N, F 2 = 15 N, F 3 = 15 N ਅਤੇ F 4 = 10 N, ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਏ ਅਨੁਸਾਰ ABCD ਦੇ ਡੰਡੇ 'ਤੇ ਕੰਮ ਕਰੋ। ਡੰਡੇ ABCD ਦੀ ਲੰਬਾਈ 20 ਮੀਟਰ ਹੈ। ਜੇਕਰ ਡੰਡੇ ਦੇ ਪੁੰਜ ਨੂੰ ਅਣਡਿੱਠਾ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਬਿੰਦੂ D 'ਤੇ ਸਥਿਤ ਘੁੰਮਣ ਦਾ ਧੁਰਾ ਬਲ ਦੇ ਪਲ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਦਾ ਹੱਲ:
ਇਸ ਮੁਸ਼ਕਲ ਦਾ ਸਵਾਲ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਉਹ ਸ਼ੁੱਧ ਟਾਰਕ ਕੀ ਹੈ ਜੋ ਬੀਮ ਨੂੰ ਘੁੰਮਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਰੋਟੇਸ਼ਨ ਦਾ ਧੁਰਾ ਬਿੰਦੂ D 'ਤੇ ਸਥਿਤ ਹੈ।
ਟਾਰਕ 1 = F 1 l 1 = (10 N)(15 ਮੀਟਰ) = 150 N ਮੀਟਰ
ਟਾਰਕ 1 ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਟਾਰਕ 1 ਬੀਮ ਨੂੰ ਘੁੰਮਾਉਣ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ।
ਘੜੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਉਲਟ।
ਟਾਰਕ 2 = F 2 l 2 = (15 N)(5 ਮੀਟਰ) = -75 N ਮੀਟਰ
ਟਾਰਕ 2 ਨੈਗੇਟਿਵ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਟਾਰਕ 2 ਬੀਮ ਨੂੰ ਘੜੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਟਾਰਕ 3 = F 3 l 3 = (15 N)(0 ਮੀਟਰ) = 0 N ਮੀਟਰ
ਟਾਰਕ 3 ਜ਼ੀਰੋ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ F 3 ਰੋਟੇਸ਼ਨ ਦੇ ਧੁਰੇ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ।
ਟਾਰਕ 4 = F 4 l 4 = (10 N)(5 ਮੀਟਰ) = 50 N ਮੀਟਰ
ਟਾਰਕ 4 ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਟਾਰਕ 4 ਬੀਮ ਨੂੰ ਘੜੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਉਲਟ ਦਿਸ਼ਾਵਾਂ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮਾਉਣ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦਾ ਹੈ।
ਕੁੱਲ ਟਾਰਕ = 150 N · m – 75 N · m + 50 N · m = 125 N · m
ਸ਼ੁੱਧ ਟਾਰਕ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਹੈ, ਇਸ ਲਈ ਬੀਮ ਦੇ ਘੁੰਮਣ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਘੜੀ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਉਲਟ ਹੈ।
