הבנה של הקשר בין Torque ו- Rotational Motion
הבנת הקשר בין מומנט ותנועת סיבוב היא חיונית לתפיסת עקרונות הפיזיקה השולטים כיצד אובייקטים מסתובבים. Torque הוא מדד של הכוח שיכול לגרום לאובייקט לסובב על ציר. מאמר זה יחקור את המושגים של torque, ניסוח מתמטי שלו, וכיצד הוא מתייחס להילוך רוטאלי.
מה זה Torque?
Torque, שלעתים קרובות מיוצג על ידי האות היווני טאו ( ⁇ ), מוגדר כמקבילה הסיבובית של כוח ליניארי.זה המדד של כמה כוח פועל על אובייקט גורם לאובייקט לסובב.ה כמות הטורק תלויה בשלושה גורמים:
- גודל הכוח החל.
- המרחק מהציר של הסיבוב עד לנקודה שבה הכוח מוחל (זרוע של הלול).
- הזווית שבה הכוח מוחל.
פורמולה ל-TORque
הביטוי המתמטי ל-Torque ניתן על ידי:
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
איפה:
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ,0) ,00 (ב) ,(=מרחק מהציר של סיבוב עד לנקודה של יישום כוח (זרוע של ראש)
- (ב) ויקרא י"ד: "ה'" (בראשית כ"ד)
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
הבנה של רוטציה
תנועה רוטורית מתייחסת לתנועות של אובייקט סביב ציר מרכזי.ניתן לתאר את התנועה הזו במונחים של עקירה זוויתית, מהירות זוויתית, והאצה זוויתית.בדיוק כמו לתנועה ליניארית יש משוואות, לתנועות רוטאליות יש סט משוואות משלה המתארות את היחסים בין הכמויות הללו.
המונחים: Rotational Motion
- (ב) [[1924]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]
- (ב) [[1924]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]
- (ב) ⁇ :0) , ⁇ ⁇ : שיעור השינוי של מהירות זוויתית ביחס לזמן.
הקשר בין Torque ו-Rreational Motion
Torque ממלא תפקיד מכריע בקביעת התנועה הסיבובית של אובייקט.ניתן לסכם את היחסים כדלקמן:
- Torque אחראי על שינוי המהירות הזוויתית של אובייקט.
- מומנט נטו הפועל על חפץ יביא להאצה זוויתית, לפי החוק השני של ניוטון לסיבוב:
(ב) ⁇ =I × αFLT:1
איפה:
- (ב) [ה]]] [ה]]], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה]]], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה]], [ה]
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
דוגמאות ל-TORque בכל יום
Torque הוא לא רק מושג תיאורטי; ניתן לראות אותו במצבים יומיומיים שונים.כאן כמה דוגמאות:
- (ב) פתח דלת: 1 (ב) ב[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]
- (ב) ,0) , כאשר הוא הופך את הכבש, החל את הכוח בסוף תעלות ארוכה, מייצר יותר מומנט מאשר יישום אותו כוח קרוב יותר לרצועה.
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
גורמים המשפיעים על Torque
גורמים מסוימים יכולים להשפיע על כמות ה- torque שנוצר במערכת:
- (ב) ⁇ :0) , ⁇ מן הציר: ⁇ 1 (ה) גדל המרחק מן ציר הסיבוב עולה לרמז.
- (ב) ויקרא י"א: "הכוח הגדול" (בראשית כ"ד)
- (ב) ,0) , נבר של יישום: 1FLT:1 הזווית שבה הכוח מוחל משפיע על יעילותו של הנורה שנוצר.
יישומים של Torque בהנדסה
הבנה של torque היא חיונית בתחומים הנדסיים שונים.כאן כמה יישומים:
- (ב) הנדסת מכונות:0 (Mechanical Engineeringcio:FLT:1) עיצוב ציוד, צבים, ומכשירים רוטטים דורשים שיקול זהיר של מומנט.
- (FLT:0) הנדסת חלל: 1FLT:1 Torque הוא חיוני בעיצוב של מטוסים וחללית כדי להבטיח יציבות ושליטה במהלך הטיסה.
- (FLT:0) הנדסת קטר: 1FLT:1 מפרטי Torque הם קריטיים עבור ביצועי מנוע ודינמיקה רכב.
מסקנה
לסיכום, היחסים בין תנועה לסטרוק וסיבובית הם יסודיים להבנת האופן שבו כוחות משפיעים על תנועת האובייקטים.על ידי הבנת המושגים האלה, התלמידים והמחנכים יכולים להעריך טוב יותר את עקרונות הפיזיקה השולטים בעולם שלנו.אם בכיתה או ביישומים מעשיים, הידע של torque ואפקטים שלו על תנועה סיבובית הוא בלתי נסבל.