گشتاور چیست؟

گشتاور (Torque) نیرویی است که در جسم باعث دوران می شود. این نیرو عمود بر فاصله محوری، از مرکز جسم به آن وارد شده و موجب چرخش می گردد. مثل اینکه اگر یک آچار را روی پیچی قرار دهید و به آن نیرو وارد کنید پیچ شروع به چرخیدن می کند. اما اگر همان نیرو به طور مستقیم به پیچ وارد شود چون فاصله بازویی آن صفر است، اثری روی پیچ نمی گذارد.

اگر به جسمی در راستای محور یا مرکز آن نیرو وارد شود گشتاور صفر است.

 

فرمول گشتاور

 

گشتاور کمیتی برداری است و مقدار آن از حاصلضرب بزرگی نیرو در فاصله از مرکز به دست می آید. واحد آن در  N.m  SI   (نیوتن متر) یا ژول بر رادیان و در سیستم انگلیسی lb.ft می باشد.

 

Ƭ: گشتاور

F: نیرو

d: فاصله

 

Ƭ: گشتاور

E: انرژی

Ɵ: زاویه گردش (رادیان)

در SI یکای کار و انرژی، ژول است که این مقدار معادل است با اثر 1 نیوتن در1 متر، اما برای گشتاور از آن استفاده نمی شود. کار و گشتاور دو مفهوم کاملا جدا هستند که در ادامه بیشتر توضیح داده می شود.

 

تفاوت گشتاور و کار

 

 

با توجه به اینکه کار و گشتاور از ترکیب نیرو و جابه جایی حاصل می شود اما دو کمیتی متفاوت از هم می باشند. گشتاور نیرویی است که باعث گردش جسم می شود بدون آنکه جسم را جابه جا کند. ولی کار جابه جایی جسم در اثر اعمال نیرو می باشد.

شکل زیر را در نظر بگیرید، سه راه برای تعیین گشتاور حاصل از نیرو وجود دارد.

اولین نکته ای که باید به آن توجه کنید این است که گشتاور، در خلاف جهت عقربه های ساعت است و جسم را در این جهت می چرخاند. حال به شماتیک تجزیه نیرو و فاصله در سه شکل دقت نمایید :

روش1: گشتاور به سادگی با اندازه گیری طول میله ضرب در نیرو ضرب در زاویه میان نیرو و میله به دست می آید.

روش2: در این شیوه گشتاور از بازوی اعمال نیرو (فاصله عمود بر نیرو) ضرب در نیرو به دست آمده.                                              l=rsinƟ

روش 3: گشتاور با تجزیه مولفه عمودی نیرو ضرب در فاصله به دست می آید.

گرد آوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن