گشتاورها
خصوصیات گشتاور نیرو
گشتاور نیرو کمیتی برداری است و مقدار بردار گشتاور نیرو برابر است با حاصلضرب نیرو در فاصله عمودی آن از محوری که جسم به دور آن می‌گردد.
گشتاور نیرو با تلفظ تاو نمایش داده می‌شود.
فاصله عمودی نیرو از نقطه‌ای که جسم حول آن می‌گردد را بازوی گشتاور می‌نامند.
نقطه چرخش را می‌توان روی تکیه گاه جسم یا روی محور چرخش جسم در نظر گرفت.
رابطه گشتاور نیرو( d بازوی گشتاور) (مقدار نیرو ضربدر بازوی گشتاور)
یکای گشتاور نیرو ، نیوتن متر (N.m ) است.
آزمایش:
یک خط کش نیم متری را از مرکز آن به حالت تعادل در آورید و با افزودن خمیر بازی به یکی از دو طرف آن، آن را افقی نگه دارید.
وزنه های نابرابر m1 و m2 را به دو طرف آن آویزان کنید و آن قدر فاصله آن ها از مرکز، یعنی d1 و d2 را تغییر دهید تا خط کش دوباره به حالت تعادل در آید. گرانش نیروهای F1 و F2 را بر جرم های m1 و m2 و در نتیجه بر خط کش وارد می کند. نیروی وارد بر 100 گرم برابر یک نیوتن است.
نتایج را در جدول زیر ثبت و آزمایش را برای وزنه ها و فاصله های دیگر تکرار کنید.
m1 (g) | F1 (N) | d1 (cm) | F1 d1 (N cm) | m2 (g) | F2 (N) | d2 (cm) | F2 d2 (N cm) |
نیروی F1 می کوشد خط کش را در جهت پادساعتگرد بچرخاند، و F1 d1 گشتاور آن است. نیروی F2 که F2 d2 گشتاور آن است موجب چرخش ساعتگرد می شود. وقتی خط کش به حالت تعادل در می آید، معلوم می شود که گشتاور پادساعتگرد F1 d1 با گشتاور ساعتگرد F2 d2 برابر است.
قانون گشتاورها ( که قانون اهرم نیز نامیده می شود) عبارت است از:
