گشتاور چیست ؟

گشتاور چیست وارد کردن نیرو به یک جسم باعث چرخش آن جسم می شود اثری که آن نیرو بوجود می آورد, گشتاور نیرو نامیده می شود برای مثال چرخاندن فرمان خودرو حاصل این نیرو می باشد

گشتاور چیست؟

عامل مؤثر در گشتن هر جسم به دور محوری را گشتاور نیرو می نامند.

آیا تابحال به این فکر کرده اید که چرا آچار بلند مهره محکم را آسانتر باز می کند؟

دو نفر با وزنهای متفاوت در دو سوی الاکلنگ چگونه باید بنشینند تا توازن برقرار شود؟

چرا احتمال واژگون شدن یک ماشین مسابقه از یک ماشین معمولی کمتر است؟

برای پاسخگویی به این سؤالها باید ببینیم نیروها چگونه می توانند باعث چرخش شوند. به عنوان مثال در نظر بگیرید می خواهید وارد اتاقی شوید، برای اینکار نیرویی عمودی بر در وارد می کنید، در حول لولا (محور) شروع به چرخش می کند و باز می شود هر چه بزرگتر باشد در راحت تر باز می شود. اگر بار دیگر همین نیرو را به نقاط دورتر در که به لولا نزدیکترند وارد کنید در براحتی باز نخواهند شد، به این ترتیب نتیجه می گیریم که هر چه فاصله نقطه اثر نیرو از محور چرخش دورتر باشد و نیز هر چه اندازه نیروی وارد بر در بیشتر باشد در راحت تر باز می شود.

خصوصیات گشتاور نیرو

گشتاور نیرو کمیتی برداری است و مقدار بردار گشتاور نیرو برابر است با حاصلضرب نیرو در فاصله عمودی آن از محوری که جسم به دور آن می گردد.

گشتاور نیرو با حرف (با تلقط تاو) نمایش داده می شود.

فاصله عمودی نیرو از نقطه ای که جسم حول آن می گردد را بازوی گشتاور می نامند.

نقطه چرخش را می توان روی تکیه گاه جسم یا روی محور چرخش جسم در نظر گرفت.

رابطه گشتاور نیرو (d بازوی گشتاور) (مقدار نیرو ??? بازوی گشتاور)

یکای گشتاور نیرو ، نیوتن متر () است.

روش دیگر محاسبه گشتاور نیرو

برای محاسبه گشتاور نیرو می توانیم نیروی را به دو مؤلفه عمود بر هم تجزیه کنیم، بطوری که یکی از مؤلفه ها از محور دوران یا گذشته و دیگری عمود بر این محور باشد. حال نیروی را به دو مؤلفه و روی این دو محور تجزیه می کنیم، گشتاور نیروی برابر برآِیند گشتاورهای دو نیروی - است. پس گشتاور هر یک از نیروهای و را محاسبه می کنیم، برآیند این دو گشتاور ، گشتاور کل را تشکیل می دهد. اما بازوی گشتاور نیروی برابر صفر است.

علامت گشتاور نیرو

اگر گشتاور نیرو ، جسم را در جهت مثلثاتی دوران دهد علامت آن مثبت و اگر در خلاف جهت مثلثاتی دوران دهد علامت آن را منفی در نظر می گیرند.

گشتاور صفر

نیروهایی که امتداد آنها از نقطه عبور می کند گشتاور نیرویی نسبت به این نقطه ندارند. بنابراین نیرویی که تکیه گاه بر میله وارد می کند دارای گشتاور صفر می باشد.

قانون گشتاورها

در یک جسم متعادل ، جمع گشتاورهای پاد ساعتگرد با جمع گشتاورهای ساعتگرد ، حول هر نقطه دلخواه برابر است.

تعادل

جسمی را در حال تعادل گویند که هر دو شرط زیر درباره آن درست باشد:

برآیند نیروهای وارد بر آن صفر باشد.

جمع گشتاور نیروهای ساعتگرد حول هر نقطه ، برابر جمع گشتاور نیروهای پاد ساعتگرد حول همان نقطه باشد.

به کمک معادله های مربوط به روش فوق می توان اندازه نیرویی مجهول ، یا فاصله نقطه اثر آنها از نقطه چرخش را حساب کرد. برای انجام این کار:

جهتهایی را انتخاب کنید که معادله های نیروها را آسان می کنند. برای مثال برآیند نیروهای رو به بالا و برآیند نیروهای رو به پایین همیشه باهم برابرند.

نقطه چرخش را انتخاب کنید که محاسبه گشتاورها را آن می سازد، اگر بیش از دو نیرو وجود دارد نقطه چرخش را جایی انتخاب کنید که یکی از نیروها در آنجا به جسم وارد می شود، در این صورت گشتاور نیرو حول آن نقطه چرخش صفر می شود، بنابراین محاسبه ساده تر خواهد شد.

جفت نیرو

دو نیرو که اثر چرخش یکدیگر را خنثی می کنند جفت نیرو نام دارند و شرط زیر را دارند:

اندازه آنها برابر و جهت آنها مخالف است.

بر روی یک خط راست عمل نمی کنند.

گشتاوری بر جسم وارد می کنند و بنابراین تمایل دارند که آنرا بچرخاند.

برآیند آنها صفر است.

اندازه گشتاور نیرو (جفت نیرو) برابر است با حاصلضرب اندازه یکی از نیروها ضربدر فاصله دو نیرو از هم.

منبع:دانشنامه رشد

گشتاور یعنی چه؟

حاصلضرب برداری نیروی وارد بر یک جسم از نقطه اثر نیرو تا نقطه ای که جسم بر اثر همین نیرو دوران میکند گشتاور یا تورک(Turaqe) نام دارد.

گشتاور به معنای نیروی لازم برای گرداندن یک جسم است.گشتاور تولید شده توسط یک موتور توان رانشی یا کششی را برای گرداندن چرخها به وجود می آورد.

برای مثال هنگامی که میخواهید پیچی را با یک آچار بچرخانید نیروی لازم برای گرداندن آنرا گشتاور میگویند.در این حالت گشتاور برابر است با مقدار نیروی لازم ضربدر فاصله مرکز پیچ تا مکانی که نیرو به آچار اعمال میشود.واحد های گشتاور عبارتند از نیوتن بر متر و کیلوگرم بر سانتی متر و فوت بر پوند.

نحوه محاسبه گشتاور:

T=R*N

T:گشتاور (TORQUE)

R:شعاع

N:نیروی اعمال شده

بنابر این هرگاه بخواهیم گشتاور را افزایش دهیم یا آچار بلندتری انتخاب میکنم یا نیروی اعمال شده به آنرا افزایش میدهیم.

در مورد موتور نیروی اعمال شده به آچار همان نیروی ناشی از احتراق درون موتور است.

شعاع آچار در اینجا طول بازوی میل لنگ یا نصف کورس پیستون میباشد.

گشتاور ناشی از دوران موتور مقدار زیادی نوسان بهمراه دارد.برای نرمتر نگه داشتن این نوسانات موتور را به یک فلایویل مجهز میکنند تا اینرسی حرکتی فلایویل دوران را پیوسته نگه دارد.برای نرمتر کردن دوران میتوان تعداد سیلندرها را نیز افزایش داد.

سرعت دورانی موتور توسط جعبه دنده و دیفرانسیل کاهش میابد.با کاهش سرعت به همان نسبت گشتاور افزایش پیدا می کند.

هرگاه سرعت چرخها را به نسبت دوران موتور با نسبت یک کاهش دهیم گشتاور تولید شده توسط موتور اگر بر فرض 150 نیوتن متر باشد تبدیل به 1=1*150 نیوتن متر خواهد شد.

منبع : وبلاگ تخصصی خودرو