ما هو العزم (Torque) في الحركة الدورانية؟

ملخص
العزم في خمس نقاط
العزم (Torque) = «قوة» الحركة الدورانية، ويقابل القوة في الحركة الخطية.
القانون: = القوة × البعد العمودي عن محور الدوران.
هي المسافة العمودية من محور الدوران إلى خط تأثير القوة.
نفس القوة تعطي عزماً أكبر كلما ابتعدنا عن المحور: .
مثال المروحة: تدويرها من الحافة سهل، ومن قرب المركز صعب.
مفهوم
الحركة الخطية مقابل الحركة الدورانية
Fخطية: دفع في خط مستقيمFمحور الدوراندورانية: دفع حول محور
في الحركة الخطية تكفي القوة لوصف التأثير، أما في الحركة الدورانية فالتأثير يعتمد أيضاً على بُعدنا عن محور الدوران.
الحركة الخطية (Linear Motion): ندفع الجسم في اتجاه مستقيم، والنتيجة تعتمد على القوة فقط: قوة تؤثر على النظام بـ مباشرة.
الحركة الدورانية (Rotational Motion): نبذل القوة حول محور، فالنتيجة لا تعتمد على القوة وحدها بل على موقعنا أو بُعدنا عن محور الدوران أيضاً.
مثال الباب: ندفع باباً بقوة :
• بعيداً عن المفصلات ( كبير) ← الباب يُفتح بسهولة
• قريباً من المفصلات ( صغير) ← الباب يصعب فتحه
نفس القوة، لكن النتيجة مختلفة.
لماذا؟
لماذا احتجنا مصطلح «العزم»؟
لأن القوة وحدها لا تكفي لوصف التأثير في الحركة الدورانية.
• في الحركة الدورانية التأثير غير مباشر
• يعتمد على البعد عن محور الدوران
• لذلك احتجنا مقداراً جديداً يجمع القوة والمسافة معاً = العزم (Torque)
العزم يصف التأثير الكامل: يأخذ في الاعتبار القوة والمسافة معاً.
قانون
معادلة العزم
OFrالبعد العمودي عن محور الدوران
العزم = القوة × المسافة العمودية إلى محور الدوران.
(تاو) = العزم (Torque)
= القوة المبذولة (Force)
= المسافة العمودية من محور الدوران (Radius / Distance)
ملاحظة مهمة: المسافة هي المسافة العمودية من نقطة تأثير القوة إلى محور الدوران. وإذا كانت القوة مائلة بزاوية على الذراع فإن الجزء العمودي منها هو الذي يصنع العزم:
خاصية
العلاقة بين العزم والمسافة
Frقريب من المحور: عزم صغيرFrبعيد عن المحور: عزم كبير
العزم يتناسب طردياً مع المسافة عن محور الدوران.
كلما بعدنا عن محور الدوران
تزداد (المسافة أكبر)
يزداد (العزم أعلى)
النتيجة: أسهل في التحريك
كلما قربنا من محور الدوران
تقل (المسافة أصغر)
يقل (العزم أقل)
النتيجة: أصعب في التحريك
الخلاصة: ؛ العزم يساوي القوة في المسافة إلى محور الدوران.
مثال 1: المروحة
ABالدفع من الطرف أسهل من الدفع قرب المحور
نبذل نفس القوة على شفرة مروحة، مرة من الحافة ومرة من قرب المركز:
الحالة الأولى: التحريك من بعيد (A)
• المسافة من المحور = كبيرة
• نفس القوة
• العزم = كبير
النتيجة: التحريك سلس وسهل ✓
السبب: العزم عالٍ بسبب المسافة الكبيرة من المحور.
الحالة الثانية: التحريك من قريب (B)
• المسافة من المحور = صغيرة
• نفس القوة
• العزم = صغير
النتيجة: التحريك صعب ✗
السبب: العزم منخفض بسبب المسافة الصغيرة من المحور.
الملاحظة المهمة: نفس القوة المبذولة، لكن من بعيد كبير ← كبير ← سهل، ومن قريب صغير ← صغير ← صعب. هذا يثبت أن العزم يعتمد على المسافة من محور الدوران.
مثال 2: باب بقوة 10 نيوتن
ندفع باباً بقوة عمودياً على سطحه، مرة على بعد من المفصلات ومرة على بعد :
العزم عند الطرف البعيد ثمانية أضعاف العزم قرب المفصلات، لذلك تُوضع المقابض دائماً عند الطرف البعيد عن المفصلات.
العزمTorqueالحركة الدورانيةذراع القوةأساسيات الميكانيكا
جاري تحميل التعليقات...

عن هذا الدرس

ما هو العزم (Torque) في الحركة الدورانية: يقابل القوة في الحركة الخطية، قانون العزم τ = F × r حيث r البعد العمودي عن محور الدوران، ولماذا تعطي القوة نفسها… هذا الدرس ضمن مقدمة لمنهج الهندسة الميكانيكية أساسيات الميكانيكا في أكاديمية موسى.

دروس ذات صلة