TORK MOMENTI: ÖZELLIKLER VE FORMÜLLER, ALIŞTIRMALAR - FIZIKSEL - 2025

Tork bir kuvvetin, tork veya an bir dönüş neden bir kuvvetin yeteneğidir. Etimolojik olarak tork adını, Latince torktan (bükülmeye) İngilizce tork kelimesinin bir türevi olarak alır.

Tork (belirli bir noktaya göre) kuvvetin uygulandığı noktanın konum vektörleri ile uygulanan kuvvetin (belirtilen sırayla) arasında vektör çarpımının yapılmasından kaynaklanan fiziksel büyüklüktür. Bu an üç ana unsura bağlıdır.

Bu elemanlardan ilki uygulanan kuvvetin büyüklüğü, ikincisi uygulandığı nokta ile gövdenin döndüğü nokta arasındaki mesafedir (kaldıraç kolu olarak da adlandırılır) ve üçüncü unsur açıdır. söz konusu gücün uygulanmasının.

Kuvvet ne kadar büyükse, dönüş o kadar büyük olur. Aynısı kaldıraç kolunda da olur: Kuvvetin uygulandığı nokta ile dönüşü oluşturduğu nokta arasındaki mesafe ne kadar büyükse, bu o kadar büyük olacaktır.

Elbette tork, inşaat ve endüstride ve ayrıca bir somun anahtarıyla bir somunu sıkarken olduğu gibi ev için sayısız uygulamada özel bir ilgi alanıdır.

Formüller

O noktası etrafındaki bir kuvvetin torkunun matematiksel ifadesi şu şekilde verilir: M = rx F

Bu ifadede r, kuvvetin uygulandığı P noktası ile O noktasını birleştiren vektördür ve F uygulanan kuvvetin vektörüdür.

Momentin ölçü birimleri, Joule (J) 'ye boyutsal olarak eşdeğer olmasına rağmen, farklı bir anlama sahip olan ve karıştırılmaması gereken N ∙ m'dir.

Bu nedenle, tork modülü aşağıdaki ifadeyle verilen değeri alır:

M = r ∙ F ∙ günah α

Bu ifadede α, kuvvet vektörü ile kaldıraç kolu vektörü arasındaki açıdır. Gövde saat yönünün tersine dönerse tork pozitif olarak kabul edilir; tersine saat yönünde döndüğünde negatiftir.

Birimler

Yukarıda daha önce bahsedildiği gibi, torkun ölçü birimi, bir kuvvet birimi ile bir mesafe biriminin çarpımından elde edilir. Özellikle, Uluslararası Birim Sistemi, sembolü N • m olan newton ölçeri kullanır.

Boyutsal düzeyde, newton ölçer joule'ye eşdeğer görünebilir; ancak, hiçbir durumda anları ifade etmek için Temmuz kullanılmamalıdır. Joule, kavramsal açıdan burulma anlarından çok farklı olan işleri veya enerjileri ölçmek için kullanılan bir birimdir.

Aynı şekilde, burulma momenti hem skaler iş hem de enerji olan bir vektör karakterine sahiptir.

karakteristikleri

Görülenden, bir noktaya göre bir kuvvetin torkunun, bahsedilen cismin bir noktadan geçen bir eksen etrafındaki dönüşünü modifiye etmek için bir kuvvetin veya kuvvetler kümesinin kapasitesini temsil ettiği anlaşılmaktadır.

Bu nedenle, burulma momenti, vücut üzerinde açısal bir ivme oluşturur ve tabi tutulan mekanizmalarda mevcut olan bir vektör karakterinin büyüklüğüdür (bu nedenle bir modül, bir yön ve bir duyudan tanımlanır) burulma veya bükülme.

Kuvvet vektörü ve r vektörü aynı yöne sahipse tork sıfır olacaktır, çünkü bu durumda sin α'nın değeri sıfır olacaktır.

Ortaya çıkan tork

Bir dizi kuvvetin etki ettiği belirli bir cisim verildiğinde, uygulanan kuvvetler aynı düzlemde hareket ederse, tüm bu kuvvetlerin uygulanmasından kaynaklanan tork; her kuvvetten kaynaklanan burulma momentlerinin toplamıdır. Bu nedenle, şu doğrudur:

M _T = ∑ M = M ₁ + M _{2 +} M ₃ +…

Tabii ki, yukarıda açıklandığı gibi burulma momentleri için işaret kriterini hesaba katmak gerekir.

Uygulamalar

Bir somunu bir anahtarla sıkmak veya bir musluğu veya bir kapıyı açmak veya kapatmak gibi günlük uygulamalarda tork mevcuttur.

Ancak uygulamaları çok daha ileri gidiyor; tork ayrıca makinenin eksenlerinde veya kirişlerin maruz kaldığı çabaların sonucunda bulunur. Bu nedenle, endüstri ve mekanikteki uygulamaları çok ve çeşitlidir.

Çözülmüş egzersizler

Aşağıda, yukarıdakilerin anlaşılmasını kolaylaştırmak için birkaç alıştırma bulunmaktadır.

1. Egzersiz

O noktası ile A ve B noktaları arasındaki mesafelerin sırasıyla 10 cm ve 20 cm olduğu aşağıdaki şekil göz önüne alındığında:

a) A noktasına 20 N'luk bir kuvvet uygulanıyorsa, O noktasına göre tork modülünün değerini hesaplayın.

b) Önceki bölümde elde edilenle aynı torku elde etmek için B'de uygulanan kuvvetin değerinin ne olması gerektiğini hesaplayın.

Çözüm

Birincisi, verilerin uluslararası sistemin birimlerine aktarılması uygundur.

r _bir = 0.1 m

r _B = 0,2 m

a) Tork modülünü hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanırız:

M = r ∙ F ∙ günah α = 0.1 ∙ 20 ∙ 1 = 2 N ∙ m

b) Talep edilen kuvveti belirlemek için benzer şekilde ilerleyin:

M = r ∙ F ∙ günah α = 0.2 ∙ F ∙ 1 = 2 N ∙ m

F'yi çözerek şunu elde ederiz:

F = 10 N

Egzersiz 2

Bir kadın, 30 cm uzunluğundaki bir anahtarın ucuna 20 N'luk bir kuvvet uygular. Anahtar koluyla kuvvetin açısı 30 ° ise, somundaki tork nedir?

Çözüm

Aşağıdaki formül uygulanır ve çalışır:

M = r ∙ F ∙ günah α = 0.3 ∙ 20 ∙ 0.5 = 3 N ∙ m

Referanslar

1. Kuvvet anı. (Nd). Wikipedia'da. Es.wikipedia.org adresinden 14 Mayıs 2018 tarihinde alındı.
2. dönme momenti (Nd). Wikipedia'da. 14 Mayıs 2018'de en.wikipedia.org adresinden alındı.
3. Serway, RA ve Jewett, Jr. JW (2003). Bilim Adamları ve Mühendisler için Fizik. 6. Baskı Brooks Cole.
4. Marion, Jerry B. (1996). Parçacıkların ve sistemlerin klasik dinamiği. Barcelona: Ed. Tersine döndüm.
5. Kleppner, Daniel; Kolenkow, Robert (1973). Mekaniğe Giriş. McGraw-Hill.