ملف تدريبي: عزم الدوران الناتج عن قوة

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على استخدام المعادلة: T = Fd لحساب عزم الدوران لقوةٍ حول محور الدوران، وأيضًا لحساب عزم الدوران الكلي.

س١:

يستخدم ميكانيكي مفتاح رَبْطٍ لربط صامولة. طول مفتاح الرَّبْط 20 cm، ويجب أن يؤثِّر بعزم دوران مقداره 12 N⋅m لكي يربط الصامولة. ما القوة التي يجب أن يبذلها الميكانيكي على طرف مفتاح الرَّبْط الواقع عكس اتجاه الطرف الذي يربط الصامولة؟ يدور مفتاح الرَّبْط عبر دائرة أفقية لربط الصامولة.

س٢:

يستخدم رجال إطفاء سُلَّمًا قائمًا رأسيًّا لأعلى للوصول إلى نوافذ عالية في مبنى يحترق. طول السلم 25 m، ويقف رجل الإطفاء على السلم على مسافة 20 m من قاعدته. يميل رجل الإطفاء أفقيًّا ليصل إلى نافذة بجانب السلم، فيسحب السلم أفقيًّا بقوة 35 N. ما مقدار عزم الدوران حول قاعدة السلم الناتج عند ميل رجل الإطفاء؟

س٣:

أيُّ الصيغ التالية توضِّح بصورة صحيحة العلاقة بين القوة المؤثِّرة على جسم، وعزم الدوران الناتج عن القوة، والمسافة العمودية بين القوة والنقطة التي يدور حولها الجسم؟

  • أ 𝑇 = 𝐹 𝑑
  • ب 𝑇 = 𝐹 𝑑
  • ج 𝑇 = 𝐹 + 𝑑
  • د 𝑇 = 𝑑 𝐹
  • ه 𝑇 = 𝐹 𝑑

س٤:

لوح كتلته 12 kg وكثافته منتظمة، وُضِع متزنًا على محور، كما هو موضَّح في الشكل. ما مقدار القوة 𝐹 التي تعمل على اتزان اللوح أفقيًّا، قرب إجابتك لأقرب نيوتن؟

س٥:

أرجوحةٌ عبارة عن لوح خشب أفقي طوله 5 m، وتتوزع كتلته على طوله بالتساوي. نقطة ارتكاز الأرجوحة تقع عند مركز اللوح. يجلس طفل كتلته 28 kg عند الطرف الأيمن للأرجوحة، بينما يجلس طفل أكبر منه حجمًا كتلته 35 kg عند طرفها الأيسر. تهبط الأرجوحة لأسفل في ناحية الطرف الذي يجلس عنده الطفل الأكبر حجمًا، ويتحرَّك هذا الطفل الأكبر نحو محور ارتكاز الأرجوحة حتى تبدأ في الارتفاع مرة أخرى. ما المسافة بين الطفل الأكبر ومحور ارتكاز الأرجوحة التي تبدأ عندها الأرجوحة في الارتفاع؟‎

س٦:

لوح خشب كثافته منتظمة ثُبِّت أفقيًّا في موضعه بواسطة قوة تؤثِّر لأسفل عند إحدى نهايتيه، كما هو موضَّح في الشكل. كتلة لوح الخشب 25 kg. ما مقدار القوة المؤثِّرة لأسفل؟‎

س٧:

وُصِّل حبل غسيل بقمة عمود، كما هو موضَّح في الشكل. ما مقدار عزم الدوران عند قمة العمود الناتج عن الشد في حبل الغسيل؟

س٨:

ما مقدار القوة المطلوبة لإنتاج عزم دوران 90 N⋅m على جسم حول نقطة يمكن أن يدور حولها الجسم؟ المسافة بين النقطة حيث تؤثِّر القوة والنقطة التي يمكن أن يدور حولها الجسم تساوي 2.5 m.

س٩:

ما مقدار عزم الدوران الناتج عن قوة مقدارها 30 N تؤثِّر على جسم على بُعْد 0.15 m من النقطة التي يُمكِن أن يدور حولها الجسم؟

س١٠:

عمود طوله 15 m ووزنه 25 N متزن في حالة السكون على نقطة ارتكاز توجد عند مُنتصَف العمود. عند الطرف الأيمن من العمود، تؤثِّر قوة 10 N عموديًّا لأسفل. عند الطرف الأيسر من العمود، تؤثِّر قوة مقدارها 15 N عموديًّا لأسفل. أوجد المسافة من نقطة الارتكاز إلى مركز كتلة العمود.

س١١:

يخضع جسم لعزم دوران مقداره 72 N⋅m حول نقطة، عندما تؤثِّر قوة مقدارها 4.5 N على نقطة أخرى على طول الجسم. ما المسافة التي تفصل بين النقطتين؟

س١٢:

يُحافِظ نادل على اتزان صينية كبيرة في حالة سكون على ذراعه. يبلغ طول الصينية 50 cm وتدعم ذراع النادل الصينية على مسافة 15 cm من طرفها الأيمن. يبلغ وزن الصينية 10 N مُوزَّعًا بالتساوي على طولها، وعلى مسافة 20 cm من الطرف الأيسر للصينية. يوجد طعام وزنه 20 N. يستخدم النادل يده الأخرى لدفع الطرف الأيمن للصينية لأسفل؛ لإبقاء الصينية في وضع أفقي. ما مقدار القوة التي تؤثِّر بها ذراع النادل التي تدعم الصينية على الصينية؟ قرِّب إجابتك لأقرب رقم عشري.

س١٣:

زُيِّنت شجرة كريسماس متماثلة بالدُّمى. عُلِّقت دمية كتلتها 15 g في الشجرة؛ بحيث كانت نقطة التعليق تبعُد مسافة أفقية 20 cm يسار مركز كتلة الشجرة، وعُلِّقت دمية كتلتها 20 g على مسافة 25 cm يمين مركز كتلة الشجرة. كم سنتيمترًا من مركز كتلة الشجرة إلى النقطة التي يجب تعليق دمية كتلتها 50 g عندها ليكون عزم الدوران الكلي على الشجرة مساويًا للصفر؟ افترِض أن الجانب الأيمن هو اتجاه الإزاحة الموجب.

س١٤:

القوة المؤثِّرة على جسم موضَّحة في الشكل.

أوجد مقدار 𝐹. قرِّب إجابتك لأقرب رقمين عشريين.

أوجد مقدار قوة رد الفعل. قرِّب إجابتك لأقرب رقمين عشريين.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.