گشتاور نیرو

گَشتاوَر نیرو[1] یا نیروی چرخشی، عاملی است که باعث دَوَران یا چرخش جسم می‌شود، همان‌گونه که نیرو باعث حرکت جسم می‌شود. به عبارت دیگر، اثر گشتاور در حرکت چرخشی، مانند اثر نیرو در حرکت انتقالی است.

رابطه نیرو (F)، گشتاور (τ)، و بُردارهای تکانه خطی (p)، تکانه زاویه‌ای (L)

برای مثال، برای باز کردن در، نیرویی از راه دستگیره (عمود بر در) به آن وارد می‌کنیم تا در به دور محور چرخش (لولا)، بگردد. اگر نیرو به لولا نزدیکتر باشد یا زاویهٔ نیرو با در کمتر از 90 درجه باشد، باید نیروی بیشتری نسبت به حالت قبل به در وارد کنیم تا در مانند قبل بگردد. پس گشتاور نیرو هم با مقدار نیرو و زاویه اعمال آن و هم با فاصلهٔ آن از محور چرخش رابطهٔ مستقیم دارد.

گشتاور از رابطه ${\boldsymbol {\tau }}=\mathbf {r} \times \mathbf {F}$ به‌دست می‌آید که در آن، r فاصله نقطۀ واردشدن نیرو تا تکیه‌گاه، یا فاصله تا مرکز جرم جسم است.

گشتاور، کمیت بُرداری است. یکای آن در سامانه استاندارد بین‌المللی یکاها، نیوتن متر است.

تعریف

حاصل‌ضرب خارجی بردار مکان نقطهٔ اثر نیرو در بردار نیروی وارد بر یک نقطه را گشتاور گویند. جهت گشتاور با استفاده از قانون دست راست تعیین می‌شود.

${\boldsymbol {\tau }}=\mathbf {r} \times \mathbf {F}$ با توجه به اینکه یکای نیرو، نیوتون و یکای فاصله، متر است، یکای گشتاور، نیوتون متر است.

اندازه بردار گشتاور از رابطه $\tau =r\,F\,\sin \theta$ به‌دست می‌آید، که در آن $\theta$ ، زاویه بردار نیرو و بردار مکان است.

گشتاور در خودرو

در تبلیغات و معرفی محصولات جدید، خودروسازان نیز از گشتاور و اسب بخار برای نشان دادن قدرت خودرو استفاده می کنند.

هر کسی سوار هر وسیله نقلیه ای شده باشد، به صورت واقعی از گشتاور بهره برده است.

در واقع تمامی خودروها براساس گشتاور و تمامی موتورها، چه احتراق و چه الکتریکی، برای ایجاد گشتاور ساخته شده اند.

گشتاور، توان و انرژی، مفاهیمی هستند که باید به درستی آنها را از یکدیگر متمایز ساخت.

گشتاور دارای انواع مختلفی است، اما همه دارای یک مفهوم هستند.

ایجاد گشتاور در موتور یک خودرو و به حرکت در آوردن خودرو

با ایجاد احتراق، نیرویی بر سطح پیستون وارد می شود.

این نیرو به صورت عمود بر میل لنگ وارد نمی شود، زیرا مرکز انتهای بزرگ شاتون با مرکز شفت میل لنگ فاصله دارد.

بنابراین، نیروی ایجاد شده توسط انفجار مخلوط سوخت و هوا به صورت مورب و با یک فاصله مشخص (قسمت a در تصویر) به مرکز میل لنگ وارد می شود که گشتاور ایجاد می کند و باعث دوران آن می شود.[2]

جستارهای وابسته

روتاتوم

منابع

«گشتاور نیرو» [فیزیک] هم‌ارزِ «torque» (انگلیسی)؛ منبع: گروه واژه‌گزینی. جواد میرشکاری، ویراستار. (۱۳۷۶-۱۳۸۵). فرهنگ واژه‌های مصوب فرهنگستان. تهران: انتشارات فرهنگستان زبان و ادب فارسی. شابک ۹۷۸-۹۶۴-۷۵۳۱-۷۷-۱ (ذیل سرواژهٔ گشتاور نیرو)
«گشتاور موتور چیست؟ عملکرد آن در موتور خودرو چگونه است؟». بیت ران.

۱. *^ (physics) ویکی‌پدیای انگلیسی Moment

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

[1] «گشتاور نیرو» [فیزیک] هم‌ارزِ «torque» (انگلیسی)؛ منبع: گروه واژه‌گزینی. جواد میرشکاری، ویراستار. (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 موتور چیست؟ عملکرد آن در موتور خودرو چگونه است؟». بیت ران.