تعرف المسافة العمودية من محور الدوران حتى نقطة تأثير القوة بـ…

مقدمة:

تسمى المسافة العمودية من محور الدوران حتى نقطة تأثير القوة ب، من الأسئلة الشائعة في الفيزياء ، حيث أن المسافة العمودية من محور الدوران إلى نقطة تأثير القوة تمثل أحد جوانب العلاقة بين عزم دوران القوة وتأثيرها على الجسم، وسوف نتعلم حول المسافة العمودية من محور الدوران إلى النقطة التي تعمل فيها القوة بالتفصيل.

ما هو عزم الدوران:

يُعرّف عزم الدوران بأنه مقدار القوة التي يمكن أن تؤثر على جسم ما وتجعله يدور حول محور معين، وهو ما يسمى بعرض الفعل الدوَّار للقوة، ومن خلال القانون الأساسي للديناميكا الزاوية، فإنه يمكن كتابة عزم الدوران بالصيغة:

عزم الدوران = القوة × المسافة العمودية الفاصلة بين محور الدوران وخط تطبيق القوة

ويُقَاسُ عزم الدوران بالنيوتن متر (Nm).

ما هي المسافة العمودية من محور الدوران:

المسافة العمودية من محور الدوران تُعرف بأنها المسافة بين محور الدوران وخط تطبيق القوة، وهي تُمثل الفاصلة بين نقطة الدوران ونقطة تطبيق القوة، ويُقَاسُ هذا المسافة بالمتر.

مثال:

لنفترض أن شخصًا يقوم بسحب سيارة بإحدى الحبال، ونريد حساب عزم الدوران الذي ينشأ عن القوة المطبقة على الحبل. سنقوم بقياس المسافة العمودية بين محور الدوران (الدوّار) ونقطة التطبيق على الحبل. إذا كانت المسافة العمودية 0.5 متر والقوة المطبقة على الحبل 500 نيوتن، فإن عزم الدوران الذي ينشأ حول المحور (الدوّار) سيكون:

عزم الدوران = 500 نيوتن × 0.5 متر = 250 نيوتن متر (Nm)

كيف يؤثر عزم الدوران على الجسم:

يؤثر عزم الدوران على الجسم بطريقة معينة، حيث يتحرَّك الجسم في اتجاه دوراني على محور محدد، والعزم يعمل على تسريع هذا الدوران، أو في بعض الأحيان يتعامل مع قوى مقاومة الحركة.

كما يمكن استخدام عزم الدوران في تطبيقات مختلفة، مثل تغيير اتجاه القوة أو تحديد حجم الكسر اللازم لتشكيل قطعة معينة.

أسئلة شائعة:

1- ماذا يحدث إذا كان عزم الدوران يساوي صفر؟

عندما يكون عزم الدوران يساوي صفر، فإن الجسم سيبقى ثابتًا بلا حركة دورانية.

2- هل يمكن أن تعمل القوة بزاوية مع المحور الدوَّار؟

نعم، يمكن للقوة أن تعمل بزاوية مع المحور الدوَّار، وفي هذه الحالة يجب حساب المسافة العمودية من محور الدوران حتى نقطة تطبيق القوة بزاوية حقيقية (perpendicular).

3- هل يمكن أن يشير عزم الدوران إلى تغيرات في السرعة الخطية؟

لا، لا يمكن أن يشير عزم الدوران إلى تغيرات في السرعة الخطية، فالعزم يعمل على تسريع الدوران وتغيير الاتجاه دون تغيير في السرعة الخطية.

4- ما الفرق بين عزم الدوران والعزم؟

يعتبر العزم هو عرض الفعل الدوار للقوة عبر العلاقة بين القوة والمسافة العمودية بين مركز الدوران وموضع تطبيق القوة، بينما يُمَكِّن عزم الدوران من الحصول على القوة الدوّارة اللازمة للحركة في أي نقطة محددة حول محور محدد.

5- ما هو اسم القانون الذي يحمل علاقة القوة والعزم؟

يعرف القانون الذي يحمل علاقة القوة والعزم بـ”قانون الجر متعدد العناصر” (the multiple-arm equilibrium equation).