ቶርክ። Torque: ቀመር. የግዳጅ ጊዜ: ፍቺ

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

አዙሪት በተፈጥሮ እና በቴክኖሎጂ ውስጥ በብዛት የሚገኝ የተለመደ የሜካኒካል እንቅስቃሴ ነው። ማንኛውም ሽክርክሪት የሚነሳው አንዳንድ የውጭ ኃይሎች ግምት ውስጥ በሚገቡበት ስርዓት ላይ በሚወስዱት እርምጃ ምክንያት ነው. ይህ ኃይል ጉልበት የሚባለውን ይፈጥራል. ምን እንደሆነ፣ ምን ላይ እንደሚመረኮዝ፣ በጽሁፉ ውስጥ ተብራርቷል።

የማሽከርከር ሂደት

የማሽከርከር ጽንሰ-ሀሳብን ከማገናዘብ በፊት፣ ይህ ጽንሰ-ሀሳብ ሊተገበርባቸው የሚችሉባቸውን ስርዓቶች እናሳይ። የመዞሪያው ስርዓት በውስጡ የክብ እንቅስቃሴ ወይም ሽክርክሪት የሚካሄድበት ዘንግ ውስጥ መኖሩን ይገምታል. ከዚህ ዘንግ እስከ የስርዓቱ ቁሳቁስ ነጥቦች ያለው ርቀት የማሽከርከር ራዲየስ ይባላል።

ከኪነማቲክስ እይታ አንጻር ሂደቱ በሶስት ማዕዘን እሴቶች ይገለጻል፡

የማዞሪያ አንግል θ (በራዲያን የሚለካ)፤
የማዕዘን ፍጥነት ω (በራዲያን በሰከንድ የሚለካ)፤
የማዕዘን ማጣደፍ α (በራዲያን የሚለካው በካሬ ሰከንድ)።

እነዚህ መጠኖች እርስ በርሳቸው በሚከተለው መልኩ ይዛመዳሉእኩል፡

ω=dθ/dt፤

α=dω/dt.

በተፈጥሮ ውስጥ የመዞር ምሳሌዎች የፕላኔቶች ምህዋሮች እና በመጥረቢያዎቻቸው ዙሪያ የሚደረጉ እንቅስቃሴዎች፣ የቶርናዶዎች እንቅስቃሴዎች ናቸው። በዕለት ተዕለት ኑሮ እና በቴክኖሎጂ፣ በጥያቄ ውስጥ ያለው እንቅስቃሴ ለሞተር ሞተሮች፣ ዊቶች፣ ክሬኖች ግንባታ፣ በሮች ለመክፈት እና ለመሳሰሉት የተለመደ ነው።

የግዳጅ ጊዜን መወሰን

አሁን ወደ መጣጥፉ ትክክለኛ ርዕስ እንሂድ። በአካላዊ ፍቺው መሰረት, የኃይሉ ጊዜ ከመዞሪያው ዘንግ እና ከኃይሉ ቬክተር አንጻር የቬክተር ትግበራ የቬክተር ምርት ነው. ተጓዳኝ የሂሳብ አገላለጽ እንደሚከተለው ሊፃፍ ይችላል፡

MN=[rrikFN]።

እዚህ ላይ ቬክተር አር ኤን ከማዞሪያው ዘንግ ወደ ኃይሉ ተግባራዊነት ነጥብ ይመራል።

በዚህ የማሽከርከር ፎርሙላ ኤም ኤን ኃይሉ ከዘንግ አቅጣጫ አንጻር በማንኛውም አቅጣጫ ሊመራ ይችላል። ነገር ግን, ዘንግ-ትይዩ የኃይል ክፍል ዘንግ በጥብቅ ከተስተካከለ ሽክርክሪት አይፈጥርም. በአብዛኛዎቹ የፊዚክስ ችግሮች ውስጥ አንድ ሰው ወደ ማዞሪያው ዘንግ ጎን ለጎን በአውሮፕላኖች ውስጥ የሚገኙትን FNG ኃይሎችን ግምት ውስጥ ማስገባት አለበት። በእነዚህ አጋጣሚዎች የቶርኬው ፍፁም እሴት በሚከተለው ቀመር ሊወሰን ይችላል፡

|MN|=|rመን||ኤፍን|ኃጢአት(β)።

β በቬክተር አር ኤን ኤ እና ኤፍ ኤን መካከል ያለው አንግል የት ነው።

ማሳያ ምንድን ነው?

የሀይል ማንሻ የሃይል ጊዜን መጠን በመወሰን ረገድ ትልቅ ሚና ይጫወታል። እየተነጋገርን ያለነውን ለመረዳት አስቡበትቀጣይ ሥዕል።

እዚህ ላይ የተወሰነ ዘንግን እናሳያለን። ሌላኛው ጫፍ በከባድ አንግል φ በሚመራው ኃይል F ነው የሚሰራው። በኃይል ጊዜ ፍቺ መሠረት አንድ ሰው የሚከተለውን መጻፍ ይችላል-

M=FLsin(180^o-φ)።

አንግል (180^o-φ) የታየበት ምክንያት ቬክተር ኤል ከቋሚው ጫፍ እስከ ነፃው ጫፍ ስለሚመራ። የትሪግኖሜትሪክ ሳይን ተግባርን ወቅታዊነት ከግምት ውስጥ በማስገባት ይህንን እኩልነት በሚከተለው ቅጽ እንደገና መፃፍ እንችላለን፡

M=FLsin(φ)።

አሁን ደግሞ በጎን L, d እና F ላይ ለተገነባው ትክክለኛ ትሪያንግል ትኩረት እንስጥ.በሳይን ተግባር ትርጉም የ hypotenuse L እና የማዕዘን ሳይን φ የእግሩን ዋጋ ይሰጣል መ. ከዚያም ወደ እኩልነት ደርሰናል፡

M=Fd.

የመስመራዊ እሴት d የሃይል ማንሻ ይባላል። ከኃይል ቬክተር FQ ወደ የማዞሪያው ዘንግ ካለው ርቀት ጋር እኩል ነው. ከቀመርው እንደሚታየው ኤም ኤም ሲሰላ የሃይል ማንሻ ፅንሰ ሀሳብን ለመጠቀም ምቹ ነው። ከላይ ባለው ስእል ላይ ያለው LNG ከኃይል ማንሻ ጋር እኩል ነው፣ ማለትም፣ አር ኤን ኤ እና FNG እርስ በርስ ቀጥ ያሉ ይሆናሉ።

የኤምኤን አቅጣጫ

ከላይ ታይቷል ማሽከርከር ለአንድ ስርዓት የቬክተር ባህሪ ነው። ይህ ቬክተር የት ነው የሚመራው? ለዚህ ጥያቄ ቁበተለይ የሁለት ቬክተር ውጤት ከመጀመሪያዎቹ ቬክተሮች አውሮፕላን ጋር በተዛመደ ዘንግ ላይ የሚተኛ ሶስተኛው ቬክተር መሆኑን ካስታወስን በጣም ከባድ ነው።

የኃይል ጊዜው ከተጠቀሰው አውሮፕላን አንጻር ወደላይ ወይም ወደ ታች (ወደ አንባቢው ወይም ከሩቅ) እንደሚመራ ለመወሰን ይቀራል። ይህንን በጂምሌት ህግ ወይም በቀኝ እጅ ህግ በመጠቀም መወሰን ይችላሉ. ሁለቱም ደንቦች እነኚሁና፡

የቀኝ እጅ ደንብ። ቀኝ እጁን አራት ጣቶቹ ከቬክተር አር ኤን ኤ መጀመሪያ አንስቶ እስከ መጨረሻው ድረስ እና ከዛም ከቬክተር ኤፍ መጀመርያ አንስቶ እስከ መጨረሻው ድረስ እንዲዘዋወሩ ካደረጉት አውራ ጣት ጎልቶ ይታያል የወቅቱ አቅጣጫ ኤም.
የጊምሌት ደንብ። የሃሳቡ ጂምሌት የማዞሪያ አቅጣጫ ከስርዓቱ የማዞሪያ እንቅስቃሴ አቅጣጫ ጋር የሚጣጣም ከሆነ የጊምሌት የትርጉም እንቅስቃሴ የቬክተር ኤም.አይ አቅጣጫን ያሳያል። በሰዓት አቅጣጫ ብቻ እንደሚሽከረከር አስታውስ።

ሁለቱም ህጎች እኩል ናቸው፣ስለዚህ ሁሉም ሰው ለእሱ የሚመችውን መጠቀም ይችላል።

የተግባር ችግሮችን በሚፈታበት ጊዜ የ"+" ወይም "-" ምልክቶችን በመጠቀም የቶርኬው የተለያዩ አቅጣጫዎች (ላይ - ታች፣ ግራ - ቀኝ) ግምት ውስጥ ይገባል። የ MN አወንታዊ አቅጣጫ ወደ ስርዓቱ በተቃራኒ ሰዓት አቅጣጫ ወደ መዞር የሚወስደው እንደ አንዱ ተደርጎ እንደሚወሰድ መታወስ አለበት። በዚህም መሰረት አንዳንድ ሃይል ወደ ስርአቱ ወደ ሰዓቱ አቅጣጫ እንዲዞር ካደረገ በሱ የተፈጠረው አፍታ አሉታዊ እሴት ይኖረዋል።

አካላዊ ትርጉምመጠኖች Mм

በፊዚክስ እና የማዞሪያ ሜካኒክስ፣ MN እሴት የአንድ ሃይል ወይም ድምር ሀይል የመዞር ችሎታን ይወስናል። የብዛት ኤም ጂ የሂሳብ ፍቺው ኃይልን ብቻ ሳይሆን የመተግበሪያውን ራዲየስ ቬክተር ጭምር ስለሚይዝ፣ የኋለኛው ነው የሚታወቀው የማሽከርከር ችሎታን የሚወስነው። የምንናገረው ስለየትኛው ችሎታ የበለጠ ግልጽ ለማድረግ፣ ጥቂት ምሳሌዎች እነሆ፡

እያንዳንዱ ሰው በህይወቱ ቢያንስ አንድ ጊዜ በሩን ለመክፈት የሞከረው እጀታውን በመያዝ ሳይሆን ወደ ማጠፊያው በመግፋት ነው። በኋለኛው ሁኔታ የተፈለገውን ውጤት ለማግኘት ከፍተኛ ጥረት ማድረግ አለቦት።
አንድን ነት ከቦልት ለመንቀል ልዩ ቁልፎችን ይጠቀሙ። የመፍቻው ርዝመት በረዘመ ቁጥር ለውዝ መፍታት ቀላል ይሆናል።
የኃይል ማንሻውን አስፈላጊነት እንዲሰማቸው አንባቢዎች የሚከተለውን ሙከራ እንዲያደርጉ እንጋብዛቸዋለን፡ ወንበር ይዘህ በአንድ እጁ ክብደት ለመያዝ ሞክር፣ በአንድ አጋጣሚ እጁን ወደ ሰውነት ዘንበል። ሌላኛው, ቀጥ ያለ ክንድ ላይ ስራውን ያከናውኑ. ምንም እንኳን የወንበሩ ክብደት ተመሳሳይ ቢሆንም የኋለኛው ለብዙዎች በጣም ከባድ ስራ ይሆናል ።

የኃይል ቅጽበት

ጥቂት ቃላቶች እንዲሁ ቶርኬ ስለሚለኩባቸው የSI ክፍሎች መባል አለበት። ለእሱ በተጻፈው ቀመር መሰረት, በኒውተንስ በአንድ ሜትር (Nm) ይለካል. ይሁን እንጂ እነዚህ ክፍሎች በፊዚክስ (1 Nm=1 joule) ውስጥ ሥራን እና ጉልበትን ይለካሉ. የ joule ለቅጽበት ኤምጂ አይተገበርም ምክንያቱም ስራው መጠኑ አነስተኛ ነው፣ ኤም ኤን ደግሞ ቬክተር ነው።

ነገር ግንየኃይሉ ጊዜ ክፍሎች ከኃይል አሃዶች ጋር መጋጠማቸው በድንገት አይደለም። በስርአቱ አዙሪት ላይ ያለው ስራ፣ በቅጽበት M የተሰራው በቀመር፡

ይሰላል።

A=Mθ.

ከደረስንበት M በተጨማሪ በ joules per radian (J/rad) ሊገለጽ ይችላል።

አዙሪት ተለዋዋጭ

በጽሁፉ መጀመሪያ ላይ የማሽከርከር እንቅስቃሴን ለመግለጽ የሚያገለግሉትን የኪነማቲክ ባህሪያትን ጽፈናል። በተዘዋዋሪ ተለዋዋጭነት፣ እነዚህን ባህሪያት የሚጠቀመው ዋናው እኩልታ፡

ነው።

M=Iα.

የደቂቃው M እርምጃ በስርአት ላይ ያለ ጉልበት ማጣት ወደ የማዕዘን ፍጥነት መጨመር ይመራል።

ይህ ቀመር በቴክኖሎጂ ውስጥ የማሽከርከር አንግል ድግግሞሾችን ለመወሰን ይጠቅማል። ለምሳሌ ያህል, በ stator ጠመዝማዛ ውስጥ የአሁኑ ድግግሞሽ ላይ እና ተለዋዋጭ መግነጢሳዊ መስክ መጠን ላይ የሚወሰን የማይመሳሰል ሞተር torque ማወቅ, እንዲሁም የሚሽከረከር rotor ያለውን inertial ባህሪያት ማወቅ ይቻላል. ወደ ምን የማሽከርከር ፍጥነት ω ሞተር rotor በሚታወቅ ጊዜ ውስጥ ይሽከረከራል t.

የችግር አፈታት ምሳሌ

ክብደት የሌለው ሊቨር፣ 2 ሜትር ርዝመት ያለው፣ በመሃል ላይ ድጋፍ አለው። ከድጋፉ በ 0.5 ሜትር ርቀት ላይ 10 ኪሎ ግራም ክብደት ያለው ከሆነ, በተመጣጣኝ ሁኔታ ላይ እንዲቀመጥ በአንደኛው ጫፍ ላይ ምን ክብደት መቀመጥ አለበት?

በእርግጥ፣ በጭነቶች የተፈጠሩ የሀይል ጊዜያት በፍፁም ዋጋ እኩል ከሆኑ የሊቨር ሚዛን ይመጣል። የሚፈጥረው ኃይልበዚህ ችግር ውስጥ ቅጽበት, የሰውነት ክብደትን ይወክላል. የኃይል ማንሻዎች ከክብደቶች እስከ ድጋፉ ርቀቶች ጋር እኩል ናቸው. ተጓዳኝ እኩልነትን እንፃፍ፡