عزم القوة – عزم الدوران

(عزم القوة – عزم الدوران) Moment of a force :هو الأثر الدوراني الذي تحدثه القوى وينتج عنهتحريك الجسم حركة دورانية حول نقطة ثابتة أو محور ثابت. وهو يعتمد على نقطة تأثيرالقوة واتجاهها.


التعريف: حاصل ضربمقدار القوة المؤثرة في البعد العمودي بينها وبين محور الدوران أو نقطة الدوران.

عزم القوة هو فعلها التدويري فيالجسم حول محور الدوران .


العوامل التي يتوقف عليها عزمالقوة :
يتوقف علىعاملين :
1. شدةالقوة
2. ذراعالقوة : وهو البعد العمودي بين حامل القوة ومحور الدوران


= ذراع القوة × شدة القوة

وحدة قياس العزم: نيوتن. م

وهي لا تساوي جول ! كما هو الحال في الشغل والطاقة.
ما سبب ذلك؟

العزم كمية متجهة ، فهو إما أن يسبب دوران الجسم مع عقارب الساعة ، وسوف نتفق على كون هذا الاتجاه سالبا .
أو يكون ضد حركة عقارب الساعة ، وسوف نتفق على كون هذا الاتجاه موجبا.
وبالطبع بإمكاننا أن نتفق على عكس ذلك وسوف نحصل على نفس النتائج.

ملحوظات :
يمكن القول أن القوة المؤثرة في الجسم القابل للدوران حول محور ، لا تستطيع تدويره في حالتين أي إن عزم القوة يساوي صفر :
1 - إذا كانت القوة أو خط عمل القوة يمر بمحور الدوران ، أي أن طول ذراع القوة يساوي صفر .
2 - إذا كان خط عمل القوة يوازي محور الدوران ، أي أن الزاوية بين القوة ومحور الدوران تساوي صفر.

إشارة العزم:
· القوة تؤثر باتجاه عقارب الساعة:الإشارة سالبة
· القوة تؤثر عكس اتجاه عقارب الساعة : الإشارة موجبة
لكن كيف يطبق هذا في آلة الرافعة الميكانيكية؟ أحد الطرق هو في تغيير طول ذراع الرافعة. بإدارة ذراع الرافعة فإننا نحدث عزم دوران على مقبض الذراع.
في الفيزياء، الرافعة هي أداة تستخدم عند محور أو نقطة ارتكاز مناسبة لمضاعفة القوة الميكانيكية التي يمكن تطبيقها على جسم آخر، ويوصف تأثير الرافعة بالميزة الميكانيكية. والرافعة هي آلة بسيطة.

الرافعة : الساق التي ترتكز أوتدور حول محور.
القوة× ذراع القوة=المقاومة × ذراع المقاومة
يتحدد نوع الرافعة بناء على موقع نقطة الارتكاز بالنسبة لكل من القوة والمقاومة.


المقاومة في الغالب هي وزن الجسم المراد تحريكه أو رفعه من مكانه وليس كتلته، لأن الوزنقوة.
أنواع الروافع


روافع النــوع الأول

هي الروافع التي يقع محور ارتكازها بين القوة المؤثرة وبين المقاومة.ومن الأمثلة على هذا النوع: المقص
روافع النوع الثاني

هي الروافع التي تقع نقطة مقاومتها بين محور الارتكاز والقوة المؤثرة.ومن الأمثلة على هذا النوع: كسارة الجوز،عربة الحديقةروافع النوع الثالث

هي الروافع التي تقع قوتها المؤثرة بين محور الارتكاز والمقاومة.ومن الأمثلة على هذا النوع: الدباسة




مثال : ساق ترتكز على وتد وضع جسم وزنه 25 نيوتن على بعد 4 سم من نقطة الارتكاز ، احسب مقدارالقوة اللازمة لرفعه والتي تؤثر على بعد 10 سم من نقطة الارتكاز.
الحل: نطبق قانون الرافعة:

القوة× ذراع القوة=المقاومة × ذراع المقاومة
القوة = 10 نيوتن



سؤال : يرادرفع جسم وزنه 100 نيوتن، باستخدام رافعة ذراع القوة فيها 20 سم، وذراع المقاومة 10سم، احسب القوة اللازمة لرفعها.



الفائدة الآلية

يمكن فهم الفائدة الآلية من خلال استخدام المستوى المائل، حيث يستطيع رجل واحد رفعخزانة باستخدام مستوى مائل ، في حين أنه يلزم أربعة رجال لإنجاز الشغل نفسه دوناستخدام المستوى المائل.
الشغلالذي تبذله المقاومة = الشغل الذي تبذله القوةالمقاومة ×ارتفاع المستوى المائل = القوة×طول المستوى المائل
الفائدةالآلية = المقاومة (م) على القوة (ق)



مثال:
رافعةالفائدة الآلية لها = 4 ، بذل شخص قوة مقدارها = 125 نيوتن لرفع حجر باستخدام الرافعة. احسب وزن الحجر.
الوزن= 500 نيوتن
سؤال :
يراد رفع حجر وزنه 100 نيوتن , اذا كانت الفائدةالآلية للرافعة المستخدمة في رفعها تساوي 3 , احسب القوة اللازمة لرفعها.