TORK KAVRAMI

11. sınıflar ve üniversiteye hazırlık fizik dersi. Tork konusu. Torkun tanımı ve matematiksel ifadesi. Bir çubuğa uygulanan tork. Çubuk ile bir α açısı yapan kuvvetin torku.


Tork Nedir?

Kuvvetin döndürme etkisine tork denir.

Belli bir ekseni etrafında dönebilen cisimlere, bu cismin konum vektörüne paralel olmayan bir kuvvet uygulanırsa, cisim bu kuvvetin etkisiyle döner. 

Konum vektörü cismin dönme noktası ile kuvvetin uygulama noktasını birleştiren uzaklıktır.

Tork vektörel bir büyüklüktür, uluslararası birim sistemine göre birimi N.m dir. Tork; 

 Tork_K1I1

 ile gösterilir.

Torkun birimi N.m ise tork, kuvvet ile uzunluğun çarpımına eşit demektir. Buna göre kuvvetin dik bileşeninin dönme eksenine uzaklığı ile kuvvetin büyüklüğünün çarpımı torku vermektedir.

Tork_K1I2


Dönme Ekseni

Cismin çevresinde dönme hareketi yaptığı doğru parçasına dönme ekseni denir. Dönme ekseni; kapılar için menteşe, musluklar için vidalandıkları merkezi kısım, civatalar için merkezi kısımları vb. dir. Dünyanın ekseni kutup noktalarından geçtiği kabul edilen doğru parçasıdır.


1- Bir Çubuğa Uygulanan Kuvvetin Torku

Tork_K1I3


O noktası etrafında dönebilen ℓ uzunluğundaki çubuğa şekildeki gibi F kuvveti uygulanırsa tork,

τ = F. ℓ

 şeklindedir.

Aşağıda çubuk ile 53° lik açı yapan F kuvveti görülmektedir.

Tork_K1I4


Bu çubuğa uygulanan torku bulurken F kuvvetinin çubuğa dik bileşenini almalıyız.

Tork_K1I5


Fy = F.sin53°

Fx = F.cos53°


τ = Fy. ℓ

τ = F.sin53°. ℓ


Örnek:

Şekilde O noktası etrafında serbestçe dönebilen ℓ uzunluklu bir çubuk ve bu çubuğa uygulanan 15 N büyüklüğündeki F kuvveti görülmektedir.

Çubuğa uygulanan torku hesaplayınız.

(sin53° = 0,8)

Tork_K1I6


Çözüm:

Kuvvetin çubuğa dik bileşeni aşağıdaki gibi hesaplanır.

Fy = F.sin53°

Fy = 15.0,8

Fy = 12 N

τ = 12.4,5

τ = 54 N.m


Tork_K1I7


Örnek:

Şekilde O noktası etrafında serbestçe dönebilen bir çubuk ve ona etki eden kuvvetler gösterilmiştir. F1 kuvvetinin büyüklüğü 5 N, F2 kuvvetinin büyüklüğü 6 N dur.

F1 kuvveti çubuk ile 37° açı yapacak şekilde O noktasından 2,5 metre uzaklıkta, F2 kuvveti çubuk ile 30° açı yapacak şekilde O noktasından 4 metre uzaklıkta uygulanmaktadır.


1- Çubuğa etki eden toplam torku bulunuz.

2- Çubuğun dönme yönünü bulunuz.

(sin37° = 0,6, sin30° = 0,5, cos37° = 0,8, cos30° = 0,87)


Tork_K1I8



Çözüm:

İki kuvvetin çubuğa dik bileşenlerini bularak O noktasına olan uzaklıkları ile çarpıp bu çarpımları toplamalıyız.

Tork_K1I9


F1 kuvvetinin x eksenindeki bileşeni çubuğun dönmesine etki etmez. F1 kuvvetinin y eksenindeki bileşeni çubuğu 1 yönünde döndürmeye çalışır.

F1y = F1.sin37

F1y = 5.0,6 

F1y = 3 N


Tork_K1I10


F2 kuvvetinin x eksenindeki bileşeninin torku 0 dır. y eksenindeki bileşeni çubuğu 2 yönünde döndürmeye çalışır.

F2y = F2.sin30

F2y = 6.0,5

F2y = 3 N

τ1 = F1y.d1

τ1 = 3.2,5

τ1 = 7,5 N.m


τ2 = F2y.d2

τ2 = 3.4

τ2 = 12 N.m

1 yönünü (+) alırsak 2 yönü (-) olur. Bu durumda torklar arasında çıkarma yaparız.

τ = τ1 - τ2

τ = 7,5 – 12

τ = - 4,5 N.m

Sonuç negatif çıktı. Biz 2 yönünü negatif aldığımızdan çubuğun dönme yönü 2 dir. Net torkun büyüklüğü ise 4,5 N.m dir.


Dairesel ve Üçgen Levhalara Uygulanan Tork



SANATSAL BİLGİ

25/12/2018

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM

COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI