Soru:
Şekilde 3 m uzunluğunda ağırlığı ihmal edilen eşit bölmeli homojen bir çubuk verilmiştir. Çubuğa dik olacak şekilde B noktasında 10N büyüklüğünde F1 kuvveti sayfa düzleminden dışarı doğru ve D noktasından 20N büyüklüğünde F2 kuvveti sayfa düzleminde içeri doğru uygulanmaktadır.
Buna göre bu kuvvetlerin A noktasına göre toplam torkunun büyüklüğü ve yönü hangi seçenekte doğru verilmiştir? ( Noktalar arası uzaklıklar eşittir. )
Açıklama:
1.Adım: A noktasını tanımlayalım. A noktası, çubuğun orta noktasıdır.
2.Adım: Tork, bir kuvvetin bir nesnenin etrafında dönme yaratma yeteneğidir. Tork, kuvvetin büyüklüğü, kuvvetin etki ettiği kolun uzunluğu ve kuvvetin kolla yaptığı açı ile belirlenir.
3.Adım: Kol uzunluğu, kuvvetin etki ettiği nokta ile dönme eksenindeki arasındaki uzaklıktır.
4.Adım: F1 kuvveti, B noktasında çubuğun dışına doğru etki eder. B noktası, A noktasından 1,5 m uzaklıktadır. F1 kuvvetinin kolu 1,5 m'dir.
5.Adım: F2 kuvveti, D noktasında çubuğun içine doğru etki eder. D noktası, A noktasından 1,5 m uzaklıktadır. F2 kuvvetinin kolu 1,5 m'dir.
6.Adım: F1 kuvveti ve F2 kuvveti, aynı yönde etki etmez. F1 kuvveti, saat yönünde dönmeye neden olurken F2 kuvveti saatin tersi yönde dönmeye neden olur.
7.Adım: İki kuvvetin bir nesneye uyguladığı toplam torku hesaplamak için şu formülü kullanabiliriz:
Toplam Tork = F1 x r1 + F2 x r2
8.Adım: Bu formüle göre, iki kuvvetin A noktasına göre toplam torku şöyle hesaplanır:
Toplam Tork = 10 N x 1,5 m + 20 N x 1,5 m
Toplam Tork = 50 N.m
9.Adım: Toplam torkun yönü, sağ el kuralı kullanılarak bulunabilir. Sağ elinizi çubuğun A noktası etrafında kavrayın, başparmaklarınız çubuğun dönme yönünü gösterecektir. Bu durumda, toplam torkun yönü +y yönündedir.
Cevap: A) 50 N.m +y yönünde