المصطلح العلمي: كمية فيزيائية تعبر عن مقدرة القوة على إحداث حركة دورانية للجسم حول محور الدوران.
القوة تكسب الجسم تسارعًا أما عزم القوة فيكسب الجسم دورانًا.
عندما تؤثر القوة على صنبور أو عند فتح الباب فإن المسبب لدوران الجسم هو عزم القوة وليس القوة.
القانون الصحيح لحساب مقدار عزم القوة هو:
الوحدة الدولية لعزم القوة هي:
وحدة عزم القوة N.m تكافئ وحدة الجول.
المصطلح العلمي: المسافة من محور الدوران إلى نقطة تأثير القوة.
عندما تؤثر على الجسم قوة بزاوية تميل على محور الدوران فإن مركبة القوة العمودية فقط هي التي تسهم في عمل القوة.
اختر جميع العوامل التي يتوقف عليها عزم القوة:
العلاقة البيانية بين عزم القوة (τ) ومقدار القوة (F) عند ثبات ذراع العزم والزاوية:
العلاقة البيانية بين عزم القوة (τ) وذراع العزم (d) عند ثبات القوة والزاوية:
عند استخدامنا لمفتاح ربط طويل فإن ذلك يؤدي إلى بذل جهد أقل وعزم أكبر ويفتح البرغي بسهولة.
علل: يمكن الحصول على قيم متعددة لعزم القوة رغم ثبات مقدار القوة.
علل: استخدام مطرقة مخلبية طويلة لسحب مسمار من قطعة خشبية.
علل: استخدام سكين طويل لفتح علبة دهان.
علل: يوضع مقبض الباب بعيدًا عن محور دوران الباب (مفصلات الباب).
علل: استخدام مفاتيح ذات أذرع طويلة لفك الصواميل.
علل: يصعب فك صامولة باستخدام مفتاح ذي ذراع قصير.
علل: يلزم عصا طويلة لتحريك صخرة كبيرة من على سطح الأرض.
استخدام قوة عمودية يؤدي إلى عزم أكبر وبالتالي يسهل فتح البرغي.
علل: عند فتح الباب فإنك تدفعه بقوة عمودية.
علل: عزم القوة كمية متجهة.
يحدد اتجاه عزم القوة باستخدام:
إذا كان اتجاه عزم القوة عكس عقارب الساعة فإن اتجاه العزم عمودي على الصفحة للخارج ويعتبر العزم موجبًا.
إذا كان اتجاه عزم القوة مع عقارب الساعة فإن اتجاه العزم عمودي على الصفحة للخارج ويعتبر العزم موجبًا.
احسب عزم القوة في الحالة الموضحة بالشكل (النقطة الزرقاء محور الدوران). (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
احسب عزم القوة في الحالة الموضحة بالشكل (النقطة الزرقاء محور الدوران). (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
احسب عزم القوة في الحالة الموضحة بالشكل (النقطة الزرقاء محور الدوران). (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
احسب عزم القوة في الحالة الموضحة بالشكل (النقطة الزرقاء محور الدوران). (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
احسب عزم القوة في الحالة الموضحة بالشكل (النقطة الزرقاء محور الدوران). (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
اختر الحالات التي يكون فيها عزم القوة صفرًا:
علل: لا يدور الجسم الصلب القابل للدوران عند التأثير عليه بقوة توازي محور الدوران.
علل: لا يدور الجسم الصلب القابل للدوران عند التأثير عليه بقوة يمر خط عملها بمحور الدوران.
احسب مقدار عزم القوة في الحالة الموضحة بالشكل (النقطة الزرقاء محور الدوران).
احسب مقدار عزم القوة في الحالة الموضحة بالشكل (النقطة الزرقاء محور الدوران).
ساق منتظمة ومتجانسة وزنها 10 N وطولها 20 cm كما بالشكل (محور الدوران O). احسب عزم القوة F₁ = 5 N.
ساق منتظمة ومتجانسة وزنها 10 N وطولها 20 cm كما بالشكل (محور الدوران O). احسب عزم القوة F₂ = 4 N (لأقرب جزء من مئة). (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
ساق منتظمة ومتجانسة وزنها 10 N وطولها 20 cm كما بالشكل (محور الدوران O). احسب عزم الوزن w = 10 N. (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
ساق منتظمة ومتجانسة وزنها 10 N وطولها 20 cm كما بالشكل (محور الدوران O). احسب عزم القوة F₄ = 8 N. (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
ساق منتظمة ومتجانسة وزنها 10 N وطولها 20 cm كما بالشكل (محور الدوران O). احسب محصلة العزوم المؤثرة على الساق (لأقرب جزء من مئة). (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
ساق متجانسة طولها 100 cm ووزنها 60 N كما بالشكل (محور الدوران النقطة الزرقاء O). احسب عزم القوة F₁ = 30 N.
ساق متجانسة طولها 100 cm ووزنها 60 N كما بالشكل (محور الدوران النقطة الزرقاء O). احسب عزم القوة F₂ = 20 N. (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
ساق متجانسة طولها 100 cm ووزنها 60 N كما بالشكل (محور الدوران النقطة الزرقاء O). احسب عزم القوة F₃ = 60 N (الوزن). (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
ساق متجانسة طولها 100 cm ووزنها 60 N كما بالشكل (محور الدوران النقطة الزرقاء O). احسب عزم القوة F₄ = 200 N.
ساق متجانسة طولها 100 cm ووزنها 60 N كما بالشكل (محور الدوران النقطة الزرقاء O). احسب محصلة العزوم على الساق الناتجة عن القوى الأربع. (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
لتحقيق الاتزان الدوراني يجب أن تكون محصلة جمع العزوم تساوي صفرًا (Στ = zero).
في حالة الاتزان الدوراني يكون المجموع الجبري للعزوم مع عقارب الساعة = المجموع الجبري للعزوم عكس عقارب الساعة.
ينتج نفس عزم القوة بتأثير قوة كبيرة مع ذراع قصير أو بتأثير قوة صغيرة مع ذراع كبير.
علل: يتوازن الأطفال على الأرجوحة حتى ولو أوزانهم غير متكافئة.
يعتمد اتزان الميزان الذي يعمل بالأوزان المتزلقة على اتزان العزوم وليس اتزان الأوزان.
صنف شرط الاتزان حسب نوع الحركة:
احسب مقدار عزم القوة لوزن الولد (600 N) الجالس على اللوح المتأرجح كما بالشكل بإهمال وزن اللوح. (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
احسب مقدار عزم القوة لوزن الفتاة (300 N) الجالسة على اللوح المتأرجح كما بالشكل بإهمال وزن اللوح. (اكتب الإشارة: موجب إذا كان الدوران عكس عقارب الساعة، سالب إذا كان مع عقارب الساعة)
احسب المسافة d التي تفصل الفتاة عن محور ارتكاز اللوح عندما يساوي وزن الفتاة 400 N والنظام في حالة اتزان دوراني (الشكل).
يجلس طفلان وزن أحدهما 300 N والآخر 450 N على طرفي أرجوحة طولها 3 m. احسب بعد محور الدوران عن الطفل الذي وزنه 300 N ليكون النظام في حالة اتزان دوراني.
يجلس طفلان وزن أحدهما 300 N والآخر 450 N على طرفي أرجوحة طولها 3 m. احسب بعد محور الدوران عن الطفل الذي وزنه 450 N ليكون النظام في حالة اتزان دوراني.
يقع مركز الثقل عند الموضع المتوسط للجسم.
إذا كان موضع مركز الثقل داخل المساحة الحاملة للجسم فإن الجسم يتزن وتكون محصلة العزوم تساوي صفرًا.
إذا كان مركز الثقل خارج المساحة الحاملة للجسم يصبح هناك عزم للقوة يسبب انقلابًا.
علل: إذا حاولت أن تلمس أصابع قدميك وأنت واقف وظهرك ملامس للحائط فإنك تنقلب.
المصطلح العلمي: موقع محور الدوران الذي تكون محصلة عزوم قوى الجاذبية المؤثرة في الجسم الصلب حوله تساوي صفرًا.
ماذا يحدث عند ركل كرة بقوة يمر خط عملها بمركز ثقلها؟
ماذا يحدث عند ركل كرة بقوة لا يمر خط عملها بمركز ثقلها؟
المصطلح العلمي: قوتان متساويتان في المقدار ومتوازيتان وتعملان في اتجاهين متضادين وليس لهما خط عمل واحد.
القانون الصحيح لحساب عزم الازدواج هو:
المصطلح العلمي: المسافة العمودية بين القوتين في الازدواج.
المصطلح العلمي: حاصل ضرب مقدار إحدى القوتين بالمسافة العمودية بينهما.
اختر جميع العوامل التي يتوقف عليها عزم الازدواج:
العلاقة البيانية بين عزم الازدواج (C) ومقدار القوة (F) عند ثبات ذراع الازدواج:
العلاقة البيانية بين عزم الازدواج (C) وذراع الازدواج (d) عند ثبات القوة:
علل: عندما نريد فتح صنبور نؤثر عليه بأصبعينا فيدور الصنبور ولا يتزن رغم تساوي القوتين.
علل: عندما تقود دراجتك فإنك تؤثر بيديك الاثنتين على المقود.
علل: استخدام المفتاح الرباعي لنزع إطارات السيارة.
احسب مقدار عزم الازدواج في الحالة الموضحة بالشكل.
احسب مقدار عزم الازدواج في الحالة الموضحة بالشكل.
مفك قطر مقبضه 3 cm وعرض رأسه الذي يدخل في البرغي 7 mm استخدم لتثبيت برغي بواسطة اليد بقوتين متساويتين 49 N ومتعاكستين في الاتجاه. احسب عزم الازدواج المؤثر على مقبض المفك.
مفك قطر مقبضه 3 cm وعرض رأسه الذي يدخل في البرغي 7 mm استخدم لتثبيت برغي بواسطة اليد بقوتين متساويتين 49 N ومتعاكستين في الاتجاه. احسب القوة التي تؤدي إلى دوران البرغي.
علل: يستخدم المفك لتثبيت البراغي أو نزعها بدلًا من استخدام اليد مباشرة.
علل: تزداد سهولة فك البراغي كلما زاد نصف قطر مقبض المفك المستخدم.
المصطلح العلمي: مقاومة الجسم للتغير في حركته الدورانية.
تميل الأجسام التي تدور إلى الاستمرار في الدوران وتميل الأجسام الساكنة إلى البقاء ساكنة.
يحتاج الجسم إلى قوة لتغير حالته الخطية، ويحتاج الجسم عزم القوة لتغير الحالة الدورانية للجسم.
اختر جميع العوامل التي يتوقف عليها القصور الذاتي الدوراني:
كلما زادت المسافة بين كتلة الجسم ومحور الدوران يزداد القصور الذاتي الدوراني.
بزيادة كتلة الجسم يقل القصور الذاتي الدوراني.
مضرب كرة البيسبول ذو الذراع الطويل له قصور ذاتي دوراني أكبر من المضرب ذي الذراع القصيرة.
علل: يسهل استخدام عصا البيسبول القصيرة عن العصا الطويلة.
علل: البندول القصير يتحرك إلى الأمام والخلف أكثر من تحرك البندول الطويل.
علل: الكلب ذو القوائم القصيرة يتحرك بسرعة أكبر من الغزال ذو القوائم الكبيرة.
علل: يفضل ثني القدمين عند الجري.
علل: يمسك البهلوان عصا طويلة في يديه وهو يتحرك.
علل: يسهل أرجحة القلم (المسطرة) وأنت تمسكه من المنتصف عن الطرف.
يختلف زمن دحرجة جسم مصمت عن جسم أجوف عند تحركهم على مستوى مائل بسبب اختلاف القصور الذاتي الدوراني.
علل: اختلاف القصور الذاتي الدوراني لكرة مصمتة عن كرة مجوفة تسقط من منحدر.
القصور الذاتي الدوراني لكتلة نقطية تدور حول محور دوران يعطى بالعلاقة:
الوحدة الدولية للقصور الذاتي الدوراني هي:
إذا كانت الكتلة النقطية منطبقة على محور الدوران فإن القصور الذاتي الدوراني يساوي صفرًا لأن d = zero.
احسب القصور الذاتي الدوراني لعصا طولها 65 cm وكتلتها مهملة تنتهي بكتلتين نقطيتين متساويتين مقدار كل منهما 0.3 Kg وتدور حول أحد طرفيها (لأقرب جزء من ألف).
احسب القصور الذاتي الدوراني لعصا طولها 65 cm وكتلتها مهملة تنتهي بكتلتين نقطيتين متساويتين مقدار كل منهما 0.3 Kg عندما تدور حول مركز كتلتها (منتصفها) (لأقرب جزء من ألف).
القصور الذاتي الدوراني ليس بالضرورة أن يكون كمية محددة للجسم نفسه.
القصور الذاتي الدوراني للجسم يكون أكبر عندما تتوزع الكتلة نفسها داخل الجسم بتقارب عن محور الدوران.
القصور الذاتي الدوراني لعصا تدور حول مركز ثقلها أقل منه عندما تدور حول محور يمر بأحد أطرافها.
صل كل جسم بقانون قصوره الذاتي الدوراني:
الجسم مهمل الكتلة ليس له قصور ذاتي دوراني (I = zero).
احسب القصور الذاتي الدوراني لأسطوانة مصمتة كتلتها 3 Kg وقطرها 20 cm وتتدحرج على منحدر، علمًا بأن I = ½ mr² (لأقرب جزء من ألف).
عندما يمر محور الدوران بمركز ثقل الجسم يكون I = I₀.
نظرية المحور الموازي تعطى بالعلاقة:
ساق منتظمة المقطع كتلتها 3 Kg وطولها 2 m تدور حول نقطة O في منتصفها، إذا علمت أن I = (1/12) mL²، احسب القصور الذاتي الدوراني للساق.
ساق منتظمة المقطع كتلتها 3 Kg وطولها 2 m. احسب القصور الذاتي الدوراني عندما يكون محور الدوران يبعد عن منتصفها O مسافة 0.3 m.
ساق منتظمة المقطع كتلتها 3 Kg وطولها 2 m. احسب القصور الذاتي الدوراني عندما يكون محور الدوران عند طرف الساق.
مدرس فيزياءأرقام مدرسين فيزياء
مدرسة فيزياءأرقام مدرسات فيزياء
