திருப்புத்திறன் & நெம்புகோல் விதி

நெம்புகோல் விதி

ஒரு விசை, ஒரு தள்ளாணையை சுற்றி எதையாவது திருப்பும் திறன், நீங்கள் எவ்வளவு வலுவாகத் தள்ளுகிறீர்கள் மற்றும் தள்ளாணையிலிருந்து எவ்வளவு தூரத்தில் தள்ளுகிறீர்கள் என்பதை சார்ந்தது. தள்ளாணையிலிருந்து வெகு தூரத்தில் பயன்படுத்தப்படும் அதே விசை, அதிக திருப்பும் திறனை உருவாக்கும், அதனால்தான் ஒரு நீண்ட ஸ்பேனர், ஒரு குறுகியதை விட ஒரு விடாமுயற்சி போல்ட்டை எளிதாகத் தளர்த்துகிறது.

சூத்திரம்

τ = r · F

τ — திருப்புத்திறன் (N·m): ஒரு தள்ளாணையைச் சுற்றி ஒரு விசையின் திருப்பும் திறன்
r — நெம்புகோல் கை (m): தள்ளாணையிலிருந்து விசை பயன்படுத்தப்படும் இடத்திற்கான தூரம்
F — விசை (N): நெம்புகோல் கைக்கு செங்குத்தாகப் பயன்படுத்தப்படும் தள்ளல் அல்லது இழுவை

தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு

ஒரு போல்ட்டிலிருந்து 0.5 மீட்டர் தூரத்தில் ஒரு ஸ்பேனருக்கு செங்குத்தாக 20 N விசையுடன் தள்ளுகிறீர்கள். எவ்வளவு திருப்புத்திறனைப் பயன்படுத்துகிறீர்கள்?

r = 0.5 m
F = 20 N

τ = r · F
τ = 0.5 m × 20 N

τ = 10 N·m

உங்களைச் சோதியுங்கள்

அதே 20 N விசை இப்போது 0.5 மீட்டருக்கு பதிலாக 1 மீட்டர் நெம்புகோல் கையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. புதிய திருப்புத்திறன் என்ன?

10 N·m
சரியான விடை: 20 N·m
40 N·m

சரி! திருப்புத்திறன் நெம்புகோல் கையுடன் நேரடியாக அளவிடப்படுகிறது: 1 m × 20 N = 20 N·m.

ஒரு தட்டானது ஒரு பக்கத்தில், தள்ளாணையிலிருந்து 1 மீட்டர் தூரத்தில் 40 N எடை அமர்ந்துள்ளது. அதை சமப்படுத்த மறு பக்கத்தில் தள்ளாணையிலிருந்து 2 மீட்டர் தூரத்தில் எவ்வளவு விசை தேவை?

சரியான விடை: 20 N
40 N
80 N

சரியாக — சமநிலை என்றால் r₁F₁ = r₂F₂: 1 m × 40 N = 2 m × F₂, எனவே F₂ = 20 N.

இதை எங்கே காண்கிறீர்கள்

ஒரு நீண்ட ஸ்பேனர், ஒரு குறுகியதை விட ஒட்டிக்கொண்டிருக்கும் போல்ட்டை எளிதாகத் தளர்த்துகிறது, ஒரு கதவு கைப்பிடி பொறியிலிருந்து வெகு தூரத்தில் இருப்பதால் ஒரு சிறிய தள்ளல் ஒரு கனமான கதவை ஆட்டுகிறது, மற்றும் ஒரு இலகுவான நபர் ஒரு கனமானவரை விட தள்ளாணையிலிருந்து வெகு தூரத்தில் அமர்ந்தால் தட்டு சமநிலையடையும். மூன்றும் ஒரே விதி: தள்ளாணையிலிருந்து வெகு தூரத்தில் பயன்படுத்தப்படும் விசைக்கு அதிக திருப்பும் விளைவு உள்ளது.

பொதுவான தவறுகள்

ஒரு பெரிய விசை எப்போதும் ஒரு தள்ளாணையில் வெல்லும் என்று நினைப்பது எளிது, ஆனால் வெகு தூரத்தில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு சிறிய விசை, நெருங்கிய இடத்தில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு பெரிய விசையை வீழ்த்தலாம் — அதுவே நெம்புகோலின் முழு புள்ளி. மாணவர்கள் இந்த யோசனையை மிகைப்படுத்துகிறார்கள்: நெம்புகோல் கைக்கு செங்குத்தான விசையின் கூறு மட்டுமே திருப்புத்திறனுக்கு பங்களிக்கிறது, எனவே கையின் நேராக, தள்ளாணையை நோக்கி தள்ளும் ஒரு விசை எதையும் திருப்பாது.

இது எவ்வாறு இணைகிறது

திருப்புத்திறன், நியூட்டனின் இரண்டாம் விதியின் சுழற்சி இரட்டை — விசை நேரியல் முடுக்கத்தையும் திருப்புத்திறன் சுழற்சி முடுக்கத்தையும் உருவாக்குகிறது, அதே அடிப்படை தர்க்கத்துடன். அடுத்து வரும் மையநோக்கு விசை, நேர்-கோடு நியூட்டனியன் விசைக்குத் திரும்புகிறது, ஆனால் ஒரு நிலையான தள்ளாணையைச் சுற்றித் திருப்பாமல் வட்டத்தில் நகரும் ஒன்றின் சிறப்பு வழக்கிற்கு.