Angular Kinetics مهدی روحی بهار 85

نیروی غیر مرکزی هر نیرویی که خط اثر آن از مرکز گرانش جسم نگذرد نیروی غیر مرکزی است. اگر ما به جسمی دوران بدهیم حول محوری خواهد بود که از مرکز گرانش جسم عبور می نماید. F F F (الف) (ب)

جفت نیرو جفت نیرو: دو نیروی برابر که به صورت غیر مرکزی به جسم وارد می شوند. اگر دو نیروی غیر مرکزی برابر به جسم وارد شود جسم در جای خود دوران می نماید و جابجایی اتفاق نمی افتد. اگر یک نیروی غیر مرکزی به جسم اثر نماید جسم هم دوران دارد (حول مرکز گرانش) و هم جابجا می گردد. F1 جهت مثبت Force Couple F2

گشتاور گشتاور تمایل نیرو برای چرخش حول محور است. گشتاور (Torque) نیرو نیست، بلکه صرفا اثر نیرو است. گشتاور به لحاظ ریاضی برابر است با حاصلضرب مؤلفه عمودی نیرو در مسافت بازوی گشتاور. گشتاوری کمیتی برداری است که بزرگی آن برابر میزان گشتاوری و جهتش با استفاده از قانون دست راست مشخص می شود. (N) : نیرو برحسب نیوتن F (m) : طول بازوی گشتاور بر حسب مترr (Nm) گشتاور بر حسب نیوتن متر :T

F r

کدامیک از این درها راحت تر بسته می شوند؟ و چرا؟ r r T = F. r T = F. r

محور دوران نیرو نیرو بازوی گشتاوری نیرو r r

گشتاور برآیند جهت مثبت گشتاور برآیند

گشتاور اینرسی اینرسی در حرکات زاویه ای مانند حرکات خطی علاوه بر جرم جسم به نحوه توزیع جرم نسبت به محور دوران نیز بستگی دارد. معادل جرم در حرکت زاویه ای که معیاری از مقاومت جسم در برابر تغییر حرکت است گشتاور اینرسی نامیده می شود.

گشتاور اینرسی x r1 r3 m3 m1 m2 r2 y

اندازه حرکت زاویه ای اندازه حرکت جسم در حال دوران برابر است با حاصلضرب گشتاور اینرسی در تندی زاویه ای جسم. = گشتاور اینرسی اندازه حرکت زاویه ای = تندی زاویه ای

قوانین نیوتن در حرکت زاویه ای قانون اول: جسم در حال دوران تمایل دارد به چرخش حول محور خود با سرعت ثابت ادامه دهد مگر آنکه جفت نیرو یا نیروی غیر مرکزی بر آن اثر نماید (اصل بقای اندازه حرکت زاویه ای). شیرجه زن بعد از جدا شدن از تخته دارای اندازه حرکت مشخصی است، وی برای افزایش تندی زاویه ای خود بدنش را جمع کرده و از میزان گشتاور اینرسی می کاهد و قبل از ورود به آب با باز کرد بدن سرعت زاویه ای را می کاهد و به گشتاور اینرسی بدنش می افزاید. اما در تمام این مراحل اندازه حرکت زاویه ای شیرجه زن ثابت است. اندازه حرکت زاویه ای

قانون دوم نیوتن آهنگ تغییر اندازه حرکت زاویه ای جسم با گشتاوری که سبب تغییر شده است متناسب بوده و جهت آن با جهت گشتاور یکی می باشد. = گشتاور اعمال شده = شتاب زاویه ای

وزن شیرجه رو ثابت است او برای افزایش گشتاور وارد بر بدن میزان جلو رفتن ) خود را تنظیم می نماید. X ( x W

قانون سوم نیوتن در برابر هر گشتاوری که جسمی بر جسم دیگر وارد می نماید، گشتاوری برابر و در خلاف جهت وجود دارد که جسم دوم بر جسم اول وارد می نماید.

منابع Hamill, Joseph; M. Knutzen, Kathleen; Biomechanical Basis of Human Movement (second edition); Lipptincott Williams & Wilkins هی، جیمز؛ آریایی، جمیل؛ بیومکانیک ورزشی؛ مؤسسه انتشارات جهاد دانشگاهی؛ 1375