عالم الفيزياء مليء بالأسئلة والأسرار، وكثيرًا ما نسمع مصطلح عزم القوة أو عزم الدوران، فما هو عزم القوة ، وما هي الوحدة الدولية لقياس عزم القوة ، وكما هو مبدأ العمل الذي تقوم عليه المعدات العاملة به.
ما هو عزم القوة
في الفيزياء وبالتحديد علم الميكانيكا، هناك ما يسمى عزم القوة، أو عزم الدوران، ويطلق عليها أيضًا اللحظة أو لحظة القوة أو قوة الدوران أو تأثير الانعطاف وفقًا للأداة، نشأ هذا المفهوم مع دراسات أرخميدس حول استخدام الرافعات، إذ أنَّ القوة الخطية إما تكون دفع أو سحب ، يمكن اعتبار العزم بمثابة تحريف لجسم حول محور معين.
وتعريف آخر لعزم الدوران: هو ناتج مقدار القوة والمسافة العمودية لخط عمل القوة من محور الدوران، وعادةً ما يكون رمز عزم الدوران هو M ،وهذا الحرف اليوناني الصغير.
في ثلاثة أبعاد ، يكون عزم الدوران عبارة عن ناقل افتراضي (مزيف)، بالنسبة للجسيمات النقطية ، يتم الحصول عليها من حاصل الضرب الاتجاهي لمتجه الموقع (متجه المسافة) ومتجه القوة، ويعتمد حجم عزم الدوران لجسم صلب على ثلاث كميات: القوة المطبقة ، ناقل ذراع الرافعة الذي يربط بين النقطة التي يتم قياس عزم الدوران حولها إلى نقطة تطبيق القوة ، والزاوية بين القوة و ذراع الرافعة، والآن بعد أن تعرفنا على عزم القوة أو عزم الدوران، سنتعرف على الوحدة الدولية لقياس عزم القوة .
الوحدة الدولية لقياس عزم القوة
- وحدة قياس القوة في النظام الدولي للوحدات هي النيوتن (الرمز N) ، وهي القوة المطلوبة لتسريع كتلة كيلوغرام واحد بمعدل متر واحد لكل ثانية مربعة ، أو (kg · m · s 2.)، فالقوة هي وحدة مشتقة في النظام الدولي للوحدات، وتحمل اسمًا ورمزًا خاصين.
- وحدة عزم الدوران، أو وحدة عزم القوة هي نيوتن متر (N · م).
- قد يُنظر إلى كمية عزم الدوران (أو لحظة القوة) على أنها حاصل ضرب القوة والمسافة.
- وحدة النظام الدولي لعزم الدوران هي نيوتن. متر ، أو (N · m)، (· m2 · kg · s-2).
على الرغم من أن ( N. m) هو نفسه Joule، فإن عزم الدوران لا يُنتج طاقة، وبالتالي يجب التعبير عن عزم الدوران فقط بمتر نيوتن وليس بالجول
والآن بعد أن تعرفنا على الوحدة الدولية لقياس عزم القوة ، وسنقدم مثال عملي على عمل عزم القوة، ونحاول توضيح مبدأ العمل الذي تقوم عليه هذه القوة من خلال شرح عزم القوة في السيارة.
عزم القوة في السيارة
سننتقل من الحديث عن الوحدة الدولية لقياس عزم القوة لنتحدث عن المركبات كمثال عملي.
- جميع المحركات ، سواء كانت تعمل بالبنزين أو كانت هجينة (تعمل بالكهرباء)، تولد كمية معينة من القدرة، وعزم الدوران، وكلاهما مرتبطان ببعضهما البعض، وكلاهما يعبر عن قوة المحرك بطرق مختلفة، ويستخدم عزم الدوران في حساب قوة المحرك، إذ يقاس كل من القدرة الحصانية وعزم الدوران، وتُعرض القيمة عند الترويج للسيارة، لمنح المتسوقين إحساسًا بالأداء الذي قد يتوقعونه من سياراتهم.
- عادةً ما تولد المحركات في السيارات والشاحنات من 100 إلى 400 رطل/قدم من عزم الدوران، ويتم إنشاء هذا العزم بواسطة المكابس الموجودة داخل المحرك، وذلك بالتبادل لأعلى ولأسفل على العمود المرفقي للمحرك ، مما يؤدي إلى تدويره (أو لفه) بشكل مستمر، ثم ينتقل هذا العزم إلى عجلات السيارة من خلال ناقل الحركة ونظام الدفع.
- ناتج عزم الدوران هو نتيجة للعديد من المتغيرات، بما في ذلك حجم المحرك وكيف تم تصميمه للعمل.
- يمكن الاستنتاج أنه كلما زاد عزم المحرك، كان أكثر ملاءمة للعمل الشاق مثل السحب أو تسلق المنحدرات شديدة الانحدار، وهذا هو السبب في أن عزم الدوران غالبًا ما يكون هو الرقم الأكثر أهمية عند نقل شيء كبير وثقيل، مثل شاحنة متصلة بمقطورة.
