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; 

 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.

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

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.

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

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)

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

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)

Çözüm:

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

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

F_1y = F1.sin37

F_1y = 5.0,6 

F_1y = 3 N

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

F_2y = F₂.sin30

F_2y = 6.0,5

F_2y = 3 N

τ₁ = F_1y.d₁

τ₁ = 3.2,5

τ₁ = 7,5 N.m

τ₂ = F_2y.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