Force vs Torque
نیرو و گشتاور دو مفهوم بسیار مهمی هستند که در فیزیک مورد بحث قرار می گیرند. هر دوی این مفاهیم در رشته هایی مانند مکانیک، مهندسی و تقریباً همه رشته های فیزیک نقش اساسی دارند. در این مقاله قصد داریم نیرو چیست، گشتاور چیست و تعاریف نیرو و گشتاور را مورد بحث قرار دهیم و در نهایت هر دو را با هم مقایسه کنیم و تفاوت نیرو و گشتاور را مورد بحث قرار دهیم.
نیرو چیست؟
نیرو مفهوم بسیار مهمی در همه اشکال فیزیک است. در ابتدایی ترین مفهوم، چهار نیروی اساسی وجود دارد. اینها نیروی گرانش، نیروی الکترومغناطیسی، نیروی ضعیف و نیروی قوی هستند.اینها به عنوان برهمکنش نیز شناخته می شوند و نیروهای غیر تماسی هستند. نیروهای روزانه ای که هنگام هل دادن یک جسم یا انجام هر نوع کاری استفاده می کنیم، نیروهای تماسی هستند. لازم به ذکر است که نیروها همیشه به صورت جفت عمل می کنند. نیروی جسم A بر جسم B برابر و مخالف نیروی جسم B بر جسم A است. این به عنوان قانون سوم حرکت نیوتن شناخته می شود.
تعبیر رایج از زور «توانایی انجام کار» است. باید توجه داشت که برای انجام کار نیاز به نیرویی است، اما هر نیرویی لزوماً کار نمی کند. برای اعمال نیرو، مقداری انرژی لازم است. سپس این انرژی به جسمی که نیرو بر آن وارد شده است منتقل می شود. این نیرو روی جسم دوم کار می کند. از این نظر نیرو روشی برای انتقال انرژی است.
تورک چیست؟
گشتاور در فعالیت های ساده روزمره مانند چرخاندن دستگیره در، بستن پیچ، چرخاندن فرمان، دست و پا زدن با دوچرخه یا حتی چرخاندن سر تجربه می شود.باید توجه داشت که در هر یک از این حرکات یک حرکت دایره ای یا چرخشی وجود دارد. می توان نشان داد که در هر حرکتی که تغییر در تکانه زاویه ای رخ می دهد، همیشه گشتاوری روی جسم اعمال می شود. گشتاور توسط یک جفت نیرو ایجاد می شود که از نظر بزرگی مشابه، جهت مخالف و موازی با یکدیگر هستند. این دو نیرو با فاصله محدودی از هم جدا می شوند.
در فیزیک، اصطلاح گشتاور نیز به معنای گشتاور است. گشتاور به عنوان تمایل یک نیرو برای چرخش یک جسم حول محور، تکیه گاه یا محور تعریف می شود. همچنین می‌توان با استفاده از نیرویی که در فاصله r از محور چرخش عمل می‌کند، گشتاور ایجاد کرد. گشتاور چنین سیستمی برابر است با ضرب ضربدر نیروی اعمال شده و r. گشتاور از نظر ریاضی به عنوان نرخ تغییر تکانه زاویه ای یک جسم تعریف می شود. به وضوح می توان دید که این با رابطه نیرو – تکانه خطی در حرکات خطی سازگار است.گشتاور نیز برابر است با حاصل ضرب ممان اینرسی و شتاب زاویه ای. گشتاور بردار است که جهت آن توسط ضرب ضربدر نیرو و فاصله تعیین می شود. بر صفحه چرخش عمود است.
تفاوت بین نیرو و گشتاور چیست؟
• یک نیرو می تواند به عنوان یک نیرو به تنهایی یا به عنوان یک گشتاور عمل کند.
• گشتاور همتای نیرو در حرکت زاویه ای است.
• گشتاور با نیوتن متر اندازه گیری می شود در حالی که نیرو با نیوتن اندازه گیری می شود.
• یک نیرو می تواند بدون گشتاور وجود داشته باشد، اما گشتاور نمی تواند بدون نیرو وجود داشته باشد.
