الــعــــزم - الفريد في الفيزياء
  • الــعــــزم

    الفريد في الفيزياء
     الــعــــزم 
    عزم القوى

    في هذا الدرس سوف نتعرف على مفهوم العزم وسنعرف عزم القوة و...

    أولاً: مفهوم العزم :
    يمثل الشكل المجاور بابًا قابلاً للدوران حول المحور ( م مَ )، و تؤثر عليه القوى : ق1 , ق2 ، ق3 عند النقطة " أ





    فأي هذه القوى تعمل على دوران الباب ؟



    إن القوة الوحيدة التي ستعمل على تدوير الباب هي ق3 ، إن للقوة ق3 عزم دوران حول المحور (م مَ).
    ومن الشكل السابق يتضح أن خط عمل هذه القوة لا يمر بمحور الدوران ( م مَ ) ، وأما القوة ق1 فلا يمكنها إحداث دوران في الباب لأن خط عملها يمر بمركز الدوران (م مَ) ، وأما القوة ق2 فلا يمكنها إحداث دوران في الباب حول المحور لأن خط عملها موازٍ له.

    ويمكننا أن نقول :إن القوة ق3 لها قدرة على إحداث دوران في الباب حول المحور (م مَ) ، وبذلك نقول إن للقوة ق3 عزمًا حول محور الدوران .
    وعلى هذا نعرّف العزم بأنه :
    الأثر الدوراني الذي تحدثه القوة في الجسم ، أي مقدرة القوة على إحداث دوران للجسم حول محور .

    عندما يكون للقوة أثر دوراني حول محورعلى الجسم ، فإننا نقول إن للقوة عزما.
    ويوصف عزم القوة كما يلي :
    عزم القوة حول محور هو مقدرة هذه القوة على إحداث دوران حول هذا المحور.

    إن مقدرة القوة على إحداث الدوران تتوقف على عاملين هما :
    1 - مقدار القوة المؤثرة في الجسم ( ق ) .
    2 - بعد خط عمل القوة عن محور الدوران .

    يسمى الأثر الدوراني للقوة الخارجية المؤثرة في الجسم ، القابل للدوران حول محور بعزم القوة ، ويرمز له بالرمز ( عز ) .

    تعريف عزم القوة :هو الأثر الدوراني حول محور الذي تحدثه القوة في الجسم ، ويساوي حاصل ضرب القوة في بعدها العمودي عن المحور.

    ويقدر عزم القوة بوحدة : نيوتن. متر .
    وهي لا تساوي جول ! كما هو الحال في الشغل والطاقة.


    العزم كمية متجهة فهو إما أن يسبب دوران الجسم مع حركة عقارب الساعة و سوف نصطلح على كون هذا الاتجاه سالبًا



    أو ضد حركة عقارب الساعة و سوف نصطلح على كون هذا الاتجاه موجبًا



    وبإمكانك أن تفرض عكس ذلك وسوف تحصل 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.

    الرمز × يعني أن القوة تؤثر إلى داخل المستوى .
    ق 1 ، ق 2 لا يمكنهما إحداث دوران حول المحور لأن خط عملهما مواز للمحور.
    ق 3 لها القدرة على إحداث دوران حول المحور .
    ويكون تأثير العزم أكبر ما يمكن عندما يكون البعد بين نقطة تأثير القوة ومحور الدوران عموديا على اتجاه القوة.

    حساب العزم :يحسب مقدار عزم القوة باستخدام العلاقة :
    عزم القوة = القوة × ذراعها
    عز = ق × ف

    حيث :
    عز : عزم القوة ( نيوتن. متر )
    ق : القوة ( نيوتن)
    ف : ذراع العزم - ذراع القوة - ( متر )

    ذراع القوة : هو المسافة العمودية بين مركز الدوران ( ر ) وخط عمل القوة.

    الطريقة المباشرة :
    عز = ق × ف نيوتن. متر

    عندما لا تكون القوة عمودية على المسافة :
    أ - طريقة التحليل :
    إذا لم تكن ( ق ) متعامدة مع ( ف ) فيمكننا أخذ المركبة الرأسية لأي منهما على الأخرى.

    عز ر = ق جا × ف
    المركبة الأفقية لا تسبب دوران للجسم حول المحور ( ر ) ، ولذلك يكون عزمها صفر .

    ب - طريقة امتداد القوة :
    عز ر = ق × ل

    لحساب ( ل )
    ل = ف جا
    عز ر = ق × ف جا

    إذا كان الجسم متزنا تحت تأثير عدة قوى متلاقية في مستوى ، فإنه سيكون متزنا على المحور الأفقي ، وعلى المحور الرأسي معا .
    أي إنه :
    1 - سيكون المجموع الجبري للمركبات الأفقية للقوى مساويا للصفر .
    ق س = صفر

    2 - سيكون المجموع الجبري للمركبات الرأسية للقوى مساويا للصفر .
    ق ص = صفر

    ان الشرط اللازم تحققه لاتزان جسم قابل للدوران حول محور وخاضع لتأثير قوتين متوازيتين هو أن تكون محصلة عزمي القوتين المؤثرتين معدومة ، أو أن يكون المجموع الجبري لعزمي تاقوتين معدوما .
    عز = صفر

    أي عندما يتوازن جسم أفقيا ، فإن عزم القوة الأولى بالنسبة لنقطة ما يساوي عزم القوة الثانية بالنسبة للنقطة نفسها.

    شروط الاتزان :ليتزن الجسم الصلب يجب أن تكون محصلة القوى المؤثرة فيه مساوية للصفر ، ولكن هذا الشرط لا يكفي لمنع الجسم الصلب من الدوران ، ولهذا يجب إضافة شرط آخر إذا أردنا للجسم الصلب أن يتزن تماما وهو أن تكون محصلة عزوم القوى بالنسبة لمحور الدوران صفر.
    وبذلك تكون شروط الاتزان هي :

    1 - الشرط الأول للاتزان : ق = صفر
    أي أن
    ق س = صفر
    ق ص = صفر

    2 - الشرط الثاني للاتزان : عز = صفر


    سجل إعجابك وشارك زملاءك لتصلكم مواضيعنا القادمة إن شاء الله تعالى

    ليست هناك تعليقات

    جميع الحقوق محفوظة لــ الفريد في الفيزياء 2018 ©