Bu makalede kuvvet çiftlerinin ne olduğu ve kuvvet çiftlerinin momentinin nasıl hesaplanacağı açıklanmaktadır. Ek olarak torkun özelliklerini ve hesaplamanın nasıl yapılacağına dair somut bir örnek bulacaksınız.
Güçlü çift nedir?
Kuvvet çifti, aynı büyüklükte fakat zıt yönlerde iki paralel kuvvetin oluşturduğu bir sistemdir. Ek olarak, birkaç kuvvetin kuvvetleri bir cisim üzerinde dönme hareketi üretir.
Örneğin bir arabanın direksiyonunu iki elinizle çevirdiğinizde direksiyona bir miktar kuvvet uygularsınız.
Bir kuvvet çiftinin önemli bir özelliği, uygulanan iki kuvvet aynı yön ve şiddete sahip ancak yönleri zıt olduğundan sistemin sonuçta ortaya çıkan kuvvetinin sıfır olmasıdır. Bu nedenle sistem kuvvetler dengesindedir.
Fizikte kuvvet çiftine tork veya kısaca tork da denir.
Bazı kuvvetlerin momenti
Uygulanan birkaç kuvvet vücutta bir moment oluşturur. Bir kuvvet çiftinin momenti, sistemdeki bir kuvvetin büyüklüğü ile iki kuvvet arasındaki mesafenin çarpımına eşittir.
Rijit cismin merkezindeki bir çift kuvvetin toplam momenti (veya torku), bu iki kuvvet tarafından oluşturulur. Ve iki kuvvet aynı modüle sahip fakat yönleri zıt olduğundan, her ikisi de aynı büyüklükte ve aynı yönde bir moment üretir.
Bu nedenle birkaç kuvvetin formülünü göstermek çok basittir; kuvvetlerin ürettiği iki momentin değerini eklemek yeterlidir:
![\begin{aligned}M&=F_1\cdot \cfrac{d}{2}+F_2\cdot \cfrac{d}{2} \\[1ex]&=F_1 \cdot \cfrac{d}{2 }+F_1 \cdot \cfrac{d}{2}\\[2ex] & = F_1\cdot d \\[2ex] &=F_2 \cdot d\end{aligned}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-53292e4f614aab20c7e39bb481567ddc_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Birkaç kuvvetin momenti cismin dönme hareketini oluşturur, dolayısıyla cisim dönme dengesinde değildir. Başka bir deyişle katı cisim kuvvet dengesindedir ancak moment dengesinde değildir.
Bazı kuvvetlere örnek
Birkaç kuvvetin tanımı göz önüne alındığında, kavramın özümsenmesini tamamlamak için birkaç kuvvetin momentinin nasıl hesaplandığına dair bir örnek göreceğiz.
- Aralarında 3 m mesafe bulunan 16 N’luk kuvvet çiftinin oluşturduğu momenti hesaplayın.
Egzersizin kuvvet torkunun momentini belirlemek için yukarıdaki bölümde gördüğümüz formülü uygulamalıyız:
Şimdi problemdeki verileri formülde yerine koyuyoruz ve kuvvet çiftinin momentini hesaplıyoruz:
Tork özelliklerini zorla
Genel olarak kuvvet çiftleri aşağıdaki özelliklere sahiptir:
- Sistemdeki kuvvetlerin yönüne göre birkaç kuvvet aktarılabilir ve yarattığı etki değişmez.
- Üretilen etki aynı olacağından, bir çift kuvveti başka bir paralel düzleme de aktarabilirsiniz.
- Katı cisim orta nokta etrafında dönerken, bir çift kuvvet, aynı momenti üreten tek bir eşdeğer kuvvete dönüştürülebilir.
- Matematiksel olarak, birkaç kuvvetin yerini, farklı büyüklükteki kuvvetlere ve farklı uzunlukta bir kola sahip eşdeğer bir sistem alabilir; bu, üretilen kuvvetin momentini korumak için yeterlidir.