گشتاور نیرو

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو
رابطه میان نیرو (F)، گشتاور (τ)، و بُردارهای مومنتوم خطی (p)، مومنتوم زاویه‌ای (L) در یک سیستم درحال چرخش

گَشتاوَر نیرو[۱] یا گشتاور چرخشی یک عامل حرکت دورانی در جسم است. همانگونه که نیرو باعث حرکت جسم می‌شود (قانون دوم نیوتون: F=ma)، گشتاور وارد بر جسم نیز باعث چرخش جسم می‌شود.(قانون دوم نیوتون در حرکت دورانی: τ=Iα که به I لختی دورانی جسم (معادل جرم جسم در حرکت انتقالی) می‌گویند.) به عبارت دیگر گشتاور در حرکت چرخشی معادل نیرو در حرکت انتقالی است. گشتاور نیروی وارد بر جسم از رابطه τ=rF بدست می‌آید که در آن r فاصله نقطه اعمال نیرو تا تکیه گاه (درصورتیکه تکیه گاه موجود نباشد، فاصله نقطه اعمال نیرو تا مرکز جرم جسم را در نظر گیرید) است؛ لذا علاوه بر نیرو، با افزایش فاصله اثر نیرو از تکیه گاه هم می‌توان گشتاور وارد بر جسم را تغییر داد. بالابرها، ماشینهای حفاری و ... نمونه هایی از کاربرد گشتاور نیرو در صنایع است.

گشتاور نیرو یک کمیت بُرداری است در حرکت چرخشی که به بزرگی بردار نیرو و مسیر و مکان اثر آن بستگی دارد. یکای آن در سامانه استاندارد بین‌المللی یکاها، نیوتن متر است.

تعریف[ویرایش]

حاصلضرب خارجی بُردار مکان نقطهٔ اثر نیرو در بُردار نیروی وارد بر یک نقطه را گشتاور آن نیرو (حول مبدأ) گویند.

همان‌طور که از تعریف برمی‌آید، گشتاور کمیت نسبی بوده و نسبت به یک نقطه (مبدأ) سنجیده می‌شود. جهت بُردار با استفاده از قانون دست راست تعیین می‌شود.

با توجه به اینکه یکای نیرو نیوتون (N) و یکای فاصله متر (m) است، یکای گشتاور نیرو، نیوتون متر(Nm) است.

نقطه گشتاور گیری[ویرایش]

نقطه ای است که "r" (یعنی مختصات محل اعمال نیروها) را نسبت به آن درنظر می‌گیریم.

این می‌تواند هر نقطه ای باشد، اما جهت صحت بسیاری از فرمول‌ها لازم است که حول مرکز جرم یا نقطه ای بدون شتاب (لخت) گشتاور بنویسیم.[۲]

بازو[ویرایش]

به فاصلهٔ خط اثر (امتداد جهت نیرو از نقطه اعمال نیرو) تا نقطهٔ گشتاورگیری گویند.

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. «گشتاور نیرو» [فیزیک] هم‌ارزِ «torque» (انگلیسی)؛ منبع: گروه واژه‌گزینی و زیر نظر حسن حبیبی، «فارسی (ز ـ ی)»، در (۱۳۷۶-۱۳۸۵)، فرهنگ واژه‌های مصوب فرهنگستان، تهران: انتشارات فرهنگستان زبان و ادب فارسی، شابک ‎۹۷۸-۹۶۴-۷۵۳۱-۷۷-۱ (ذیل سرواژهٔ گشتاور نیرو) 
  2. «گشتاور». 

۱. *^  (physics) ویکی‌پدیای انگلیسی Moment