وحدة العزم

وحدة العزم

مدخل

وحدة العزم هي مفهوم أساسي في الفيزياء والهندسة، وتمثل الكمية المتجهة لحجم وقوة عزم الدوران المطبق على جسم ما. إنه مرتبط بسرعة الجسم الزاوية وعجزه الدوراني.

مكونات عزم الدوران

يتكون عزم الدوران من مكونين:

القوة: وهي قوة تعمل على جسم، مما يولد حركة دورانية حول محور.

ذراع الرافعة: وهو المسافة العمودية من محور الدوران إلى خط فعل القوة.

وحدات عزم الدوران

الوحدة القياسية لعزم الدوران في النظام الدولي للوحدات (SI) هي نيوتن متر (N·m). وتُستخدم وحدات أخرى أيضًا، مثل رطل قدم (lbf·ft) في النظام الإنجليزي.

العلاقة بين العزم والتسارع الزاوي

وفقًا لقانون نيوتن الثاني للدوران، فإن عزم الدوران المطبق على جسم يتناسب طرديًا مع تسارعه الزاوي. رياضيًا، يمكن التعبير عن ذلك على النحو التالي:

τ = Iα

حيث:

τ هو عزم الدوران

I هو عزم القصور الذاتي

α هو التسارع الزاوي

تطبيقات وحدة العزم

وحدة العزم لها تطبيقات واسعة في مجموعة متنوعة من المجالات، منها:

الميكانيكا: لحساب عزم الدوران المطبق على الآلات والهياكل.

الهندسة المدنية: لتصميم الهياكل التي يمكنها تحمل عزم الدوران، مثل الجسور والمباني.

الرياضة: لفهم حركات الجسم في الألعاب مثل الجمباز والرقص على الجليد.

أنواع عزم الدوران

هناك نوعان رئيسيان من عزم الدوران:

عزم الدوران السكوني: وهو قوة تسبب في دوران جسم حول محور ثابت.

عزم الدوران الديناميكي: وهو قوة تسبب في تسارع دوران جسم.

خصائص وحدة العزم

تتميز وحدة العزم بالخصائص التالية:

كمية متجهة: لها مقدار واتجاه.

يمكن أن يكون موجبًا أو سالبًا: يعتمد على اتجاه القوة وذراع الرافعة.

يعتمد على الموقع: يتغير عزم الدوران بالنسبة إلى نقطة محددة.

الخاتمة

وحدة العزم مفهوم مهم في الفيزياء والهندسة، ويستخدم لوصف وحساب مقدار وقوة عزم الدوران المطبق على جسم ما. إنه مرتبط بسرعة الجسم الزاوية وعجزه الدوراني ولها تطبيقات واسعة في العديد من المجالات.