Tork, kuvvet momenti ya da dönme momenti, bir cismin bir eksen etrafındaki dönme, bükülme veya burulma eğilimini dönme ekseni merkezine indirgeyerek ölçen fiziksel büyüklüktür. Torkun büyüklüğü moment kolu uzunluğuna, uygulanan kuvvete ve moment kolu ile kuvvet vektörü arasındaki açıya bağlıdır.
Sembolik olarak;
Vektörel ifadesi ile gösterilir. Aşağıdaki ifade ise tork yönünden bağımsız olarak tork büyüklüğünü elde etmek için kullanılır.
T: Tork vektörü ve torkun büyüklüğü
r: Yer değiştirme vektörü (kuvvetin uygulandığı noktadan torkun ölçüldüğü noktaya çizilen vektör)
F: Kuvvet vektörü
θ: Teta kuvvet vektörü ile moment kolu arasındaki açı
Uluslararası Birimler Sistemi’nde tork ölçü birimi Newton metredir. (N.m).
Tarihçe
Dönme ve tork konularıyla ilgili bilinen ilk çalışmalar, Archimedes'in kaldıraçları ve diğer basit makineleridir.
Orta Çağ ve Rönesans
- Orta Çağ boyunca, özellikle savaş makineleri ve saat mekanizmaları gibi alanlarda torkun uygulamalı anlayışı gelişti. Ancak bu dönemde henüz torkun teorik bir açıklaması yoktu.
- Rönesans Dönemi: Leonardo da Vinci gibi Rönesans dönemi mucitleri, mekanik prensipleri ve kuvvetlerin nesneler üzerindeki etkilerini daha detaylı incelediler. Bu çalışmalar, torkun anlaşılmasında dolaylı yollardan önemli adımlar attı.
Bilimsel Devrim ve Newton
- Isaac Newton: Bugün anladığımız anlamda tork kavramının kökeni, Isaac Newton'ın 17. yüzyılda yaptığı çalışmalara dayanır. Newton'un hareket yasaları, dönen cisimlerin davranışlarını anlamada temel bir adım oldu. Ancak Newton, tork terimini kullanmamıştır.
Endüstri Devrimi ve Sonrası
- "Torque" kelimesinin modern anlamda kullanılmasının 19. yüzyılın sonlarında, özellikle mühendislik ve mekanik bağlamlarda yaygınlaştığı bilinmektedir.
Tork terimi Latince döndürmek anlamına gelen "torquere" kelimesinden türemiştir.
Tork Tanımı Kapsamı
Moment ve Tork Terimleri Arasındaki İlişki: "Moment" terimi genellikle tork için bir eşanlam olarak kullanılır, ancak daha geniş bir anlamı vardır. Moment bir kuvvetin bir noktaya veya eksene göre döndürme eğilimini ifade etmek için kullanılır. Bu, özellikle mühendislikte, bükme momentleri gibi durumlarda görülebilir.
Fizikteki Kullanım: Fizikte "tork" terimi genellikle döndürme hareketiyle ilgili bağlamlarda kullanılır. Bir nesnenin açısal hızını veya eylemsizlik momentini değiştiren bir büyüklük tork olarak adlandırılabilir.
Kirişler ve Bükücü Momentler: Bir kirişi bükme eğilimi gösteren yan kuvvetler, bükme momenti olarak adlandırılır. Bu, torkun özel bir formudur ve kirişin açısal momentumu üzerinde doğrudan bir etkisi olmayabilir.
Kuvvetler ve Açısal Momentum: Bir nesne üzerindeki kuvvetler, nesnenin dönmesine neden olmadan açısal momentumunu değiştirebilir. Bu tür durumlarda, momentlerin tork olarak adlandırılmasında bazı problemler oluşturmaktadır.
Bu tanımlara göre, biz cismin açısal momentumu değişmiyorsa, cisim üzerinde uygulanan bir torktan bahsedilemez. Ancak bu makalede açısal momentum değişimi koşulu göz ardı edilerek tork ve moment ifadeleri birbiriyle aynı anlamda kullanılmıştır.
Açısal Momentum ve Tork
Bir maddenin torku (bazı referans sistemlerinde r pozisyonuna sahip olan) çapraz çarpım olarak tanımlanabilir.
r parçacığının konum vektörü dayanağa yakın olduğunda, F bu parçacıkta hareket eden kuvvettir. Torkun τ büyüklüğü ise şöyledir:
r parçacığın dönüş ekseninden olan uzaklığı ise, F uygulanan kuvvetin büyüklüğüdür ve θ pozisyon ve kuvvet vektörü arasındaki açıdır. Alternatif bir yöntem ise;
F⊥ parçacığın pozisyonuna dik olarak uygulanan kuvvetin miktarıdır. Parçacığın pozisyon vektörüne paralel olarak uygulanan herhangi bir kuvvet tork üretmez.
Bir maddenin dönüş ekseni boyunca üzerindeki dengelenmemiş tork, maddenin açısal momentumunun değişim miktarını belirler:
L açısal momentum vektörü ve t de zamandır. Eğer birden fazla tork madde üzerinde çalışırsa, açısal momentumun değişim miktarını belirleyen şey net tork olur:
Sabit eksenin dönüşü ise:
I eylemsizliğin momenti ve ω açısal hızdır. Bunu takiben:
α maddenin açısal ivmesidir ve rad/s² ile ölçülür. Bu denklemin şöyle bir sınırlaması vardır ki tork denklemi yalnızca dönüş ekseninin veya herhangi bir hareket türünün kütle merkezinin ani olduğu durumlarda yazılır- hareket isterse yalnızca geçiş, yalnızca dönüş ya da bu ikisinin karışımı olabilir. I, torkun yazıldığı eylemsizlik momentidir (ister ani eksen dönüşü ya da yalnızca kütle merkezi olsun). Eğer madde öteleme hareketinin dengesindeyse, tork denklemi hareket düzlemindeki bütün noktalarda aynıdır.
Tork yalnızca sabit eksen etrafındaki dönüşle sınırlı değildir. Açısal momentum vektörünün yönüne ya da büyüklüğüne göre değişebilir, hız vektörü ve kuvvet vektörünün ışınsal olmayan içeriklerin arasındaki açıya bağlıdır, bu durum dayanağın koordinat sisteminde gözlemlenebilir. Dönmekte olan nesnenin net torku, dönme hızında değişime yol açmaksızın devinime sebep olabilir.
Tanımların Denkliği Kanıtı
Tek bir parçacığın açısal momentumun tanımı şu şekildedir:
“x” çapraz çarpım vektörünü işaret ederken, p parçacığın doğrusal momenti, r ise orijinalin yer değiştirmiş vektörüdür. (orijinal hal, boşlukta herhangi bir yere sabitlenmiş konumdur.) Bu olayın zaman türevi:
Bu sonuç vektörleri bileşenlerine bölerek ve çarpma kuralı uygulanarak kolaylıkla kanıtlanabilir. Kuvvetin tanımını (kütle sabit olsun ya da olmasın) ve hız tanımını kullanarak
Hız (v) ile alakalı momentum çapraz çarpımının (p) sonucu sıfırdır çünkü hız ve momentum paraleldir, bu yüzden ikinci terim yok olur. Tanım olaraksa, tork τ = r × F dir. Dolayısıyla parçacık üzerindeki tork, zamanla ilişkili açısal momentumun ilk türevine eşittir. Eğer çift kuvvet uygulanırsa, Newton’un ikinci kuralını işaret eder Fnet = ma ve şunu izler:
Bu genel bir kanıttır.
Birimler
SI Birimleri (Uluslararası Birimler Sistemi):
- Ana Birim: Tork için resmi SI birimi Newton metre (N•m) olarak tanımlanır. Bu, bir metre uzunluğundaki bir kola uygulanan bir Newton'luk kuvvetin yarattığı torka eşittir.
- Joule İlişkisi: Tork birimi ayrıca her radyan için joule olarak da ifade edilebilir, çünkü 1 N•m torkun tam bir devir boyunca (2π radyan) uygulanması 2π joule enerji gerektirir. Ancak, enerji (joule) ve tork (N•m) farklı kavramlardır ve bu yüzden farklı birim isimleri kullanılmalıdır.
- Matematiksel İfade: Enerji (E) = Tork (τ) x Açı (θ, radyan cinsinden).
Emperyal Birimler:
- Kullanılan bazı birimler arasında "pound-kuvvet-feet" (lb•ft), "inç-pound-kuvvet" ve "ons-kuvvet-inç" (oz•in) bulunur.
- Bu birimlerde, "kuvvet" kelimesi genellikle çıkarılır ve örneğin "pound-kuvvet-fit" yerine "pound-fit" olarak kısaltılır. Bu durumda, "pound" terimi pound kuvvetini ifade eder, pound kütlesini değil.
Diğer Birimler:
- Uluslararası Birimler Sistemi dışında yer alan ve kullanımdan kaçınılması gereken birimler arasında "metre-kilogram-kuvvet" gibi birimler yer alır.
- Bazı durumlarda, "gram santimetre" gibi birimler kullanılabilir. Bu durumda, "gram" dünya üzerindeki 1 gram ağırlıktan kaynaklanan 0.00980665 N kuvvet olarak algılanır.
Özel Durumlar ve Diğer Gerçekler
Moment Kolu Formülü
Oldukça kullanışlı özel bir durumda, torkun fizik dışındaki diğer alanlardaki tanımı şu şekilde verilir:
Moment kolunun yapısı üstteki figürde, r ve F vektörleri ile gösterilmiştir. Bu tanımdaki problem torkun yalnızca büyüklüğünü verip, yönünü vermemesidir ve bu yüzden bunu üç boyutlu durumlarda kullanmak zordur. Eğer kuvvet, yer değiştirme vektörü r ye dik ise, moment kolu merkeze olan uzaklığa eşit ve torkta verilen kuvvet için en maksimum düzeyde olacaktır. Dik kuvvetten doğan tork büyüklüğünün denklemi:
Örneğin, eğer bir kişi 0.5 m uzunluğundaki (ya da herhangi uzunluktaki bir anahtarın dönme noktasından gelen 0.5 m lik 10 N kuvvet) anahtarın bağlantı ucunun sonuna 10 N lik bir kuvvet koyarsa, tork 5 N-m olacaktır, burada kişinin harekete alanındaki anahtara dik bir kuvvet uygulayarak anahtarı hareket ettirdiği varsayılır.
Durağan Denge
Bir nesnenin durağan dengede olması için, hem kuvvetlerin toplamının sıfır olması, hem de herhangi bir noktadaki torkların (momentlerin) toplamının sıfır olması gerekir. Yatay ve dikey kuvvetlerin olduğu iki boyutlu bir durumda, kuvvetlerin toplamı iki tür denklem gerektirir: ΣV = 0 ve torkun üçüncü denklemi de şudur: Στ = 0. Bu yüzden, iki boyutluların statikçe belirli denge problemlerini çözmek için, 3 denklem kullanılır.
Net Kuvvete Karşı Tork
Sistemin net kuvveti sıfır olduğunda, tork havada hangi noktada ölçülürse ölçülsün aynıdır. Örneğin, tekdüze mıknatıs alanındaki akım taşıma döngüsü üzerindeki tork, referans noktasına bakılmasızın aynıdır. Eğer net kuvvet sıfır değil ise ve den ölçülen tork ise, den ölçülen tork şu şekildedir:
Makine torku
Tork bir motorun temel özelliklerinden biridir: bir motordan çıkan güç, eksenin dönüş hızıyla çarpılarak tork şeklinde ifade edilir. İçten yanmalı motorlar sadece limitli miktardaki dönüş hızı üzerinden tork üretirler (genelde küçük bir araç için 1,000-6,000 rpm dir). Bu değişken tork dinamometre ile ölçülür ve tork eğrisi olarak gösterilir.
Buhar makineleri ve elektrik motorları, maksimum sıfır rpm ye yakın tork üretme eğilimindedirler, dönüş hızı arttıkça tork azalmaktadır (artan sürtünme ve diğer kısıtlamalar yüzünden). Pistonlu buhar makineleri debriyajsız sıfır RPM den ağır yüklere başlayabilirler.
Tork, Güç ve Enerji Arasındaki İlişki
Eğer bir kuvvetin, bir yol boyu hareket etmesine izin verilirse, mekanik iş yapmış olur. Benzer şekilde, eğer tork dönüş mesafesi boyu hareket ederse, iş yapmış olur. Matematiksel olarak, kütle merkezi boyunca sabit eksen etrafındaki dönüş;
W iş, τ tork, θ1 ve θ2 maddenin ilk ve son açısal pozisyonunu gösterir (sırasıyla). Bu olay, iş-enerji teoremini destekler ki W aynı zamanda maddenin dönüşsel kinetik enerjisini Er gösterir:
I maddenin eylemsizlik momenti ve ω onun açısal hızıdır. Güç, her bir zaman birimindeki iştir;
P güç, τ tork, ω ise açısal hızdır ve içsel çarpımı ifade eder.
Matematiksel olarak, bu denklem belirli güç çıkışı için olan torku hesaplamak üzere tekrar düzenlenebilir. Şu dikkate alınmalıdır ki; tork tarafından verilen güç anlık açısal hıza bağlıdır – açısal hızın artması, azalması ya da tork uygulandığında sabit kalması önemsizdir (bu yalnızca anlık hıza bağlı kuvvet tarafından uygulanan gücün doğrusal durumuna eşittir, hızlanma sonucuna değil)
Pratikte, bu ilişki geniş elektrik gücü şebekelerine bağlı güç istasyonlarında gözlemlenebilir. Bu tip bir düzenlemede, jeneratörün açısal hızı şebekenin sıklığına bağlıdır ve tesisin güç çıkışı jeneratörün dönme eksenine uygulanan torka bağlıdır.
Uygun birimler kullanılmak zorundadır, Uluslararası Birimler Sistemi’nin ölçü için birimlerinde güç watt, tork Newton metre ve açısal hız saniyedeki radyanlardır (rpm ya da saniyelik değişimler değildir).
Ayrıca, Newton metre biriminin ölçü olarak dengi bir enerji birimi olan juldür. Ancak, tork için, bu birim vektördür, enerji için ise, skalerdir.
Diğer Birimlere Dönüştürme
Dönüşme faktörü, farklı birimlerdeki güç, tork ya da açısal hız kullanırken gerekli olabilir. Örneğin, eğer dönüş hızı (devir sayısı) açısal hız (radyan sayısı) yerinde kullanılırsa, her devir 2π radyanla çarpılmalıdır. Bunu takip eden formüller, P güç, τ tork ve ω dönüşsel hızdır.
Diğer birimler:
Her 60 saniye için bölündüğünde ise;
Dönüşsel hız her dakikadaki devir sayısıdır (rpm)
Bazı insanlar (örneğin Amerikan otomotiv mühendisleri)güç için beygir gücünü (imperiyal mekanik), tork için fit-pound (lbf•ft) ve rpm için de dönüşsel hızı kullanırlar. Bu, formülün şu şekilde değişmesiyle sonuçlanır;
Bu aşağıdaki değişmezlik (dakikadaki fit poundları) beygir gücü tanımı ile değişir, örneğin, ölçü için beygir gücü kullanılırsa, bu yaklaşık olarak 32, 550 olur.
Diğer birimlerin kullanımı (örneğin saatteki güç için BTU) başka bir geleneksel değişim faktörü gerektirebilir.
Türeme
Dönen bir nesne için, dönüşün çevresi ile sarılan boyuna mesafe, açıyla sarılan radyanların ürününe eşittir. Bu demek olur ki: boyuna mesafe = radyan x açısal uzaklık. Ve tanım olarak, boyuna mesafe = boyuna hız x zaman = radyan x açısal hız x zaman. Torkun tanımı: Tork = radyan x kuvvet. Kuvveti hesaplayabilmek için şu şekilde değiştirebiliriz: Kuvvet = Tork ÷ Yarıçap. Bu iki değer güç tanımı için, birbiri yerine kullanılabilir:
Radyan r ve zaman t bu denklemden çıkarılmıştır. Ancak, açısal hız radyanlarda olmalıdır, doğrusal hız ve türemenin başlangıcındaki açısal hızın arasındaki doğrudan ilişki hesaba katılmalıdır. Eğer dönüş hızı her bir zaman birimindeki devir için hesaplanırsa, doğrusal hız ve uzaklık oransal olarak türemenin 2π yukarısındadır.
Eğer tork Newton metreyse ve dönüş hızı her saniyedeki devir sayısıysa, yukarıdaki denklem saniyedeki Newton metrelik ya da wattlık gücü verir. Beygirgücü denklemi ise her beygirgücü için 33,000 ft•lbf/dk lik türeme faktörünün uygulanması ile elde edilir
çünkü
Moment Prensipleri
Varignon’un teoremi olarak da bilinen (aynı isimdeki geometrik teorem ile karıştırılmamalıdır.) moment prensipleri gösterir ki, tek bir noktaya uygulanan birkaç kuvvet sonucu oluşan torkların toplamı kuvvetlerin toplamına (sonucuna) eşittir. Matematiksel olarak, şu şekildedir:
Tork Çarpanı
Tork çarpanı, küçülme oranı 1 den büyük vites kutularıdır. Girdiye verilen tork, her bir küçülme oranı ile çarpılır ve çıktıya iletilir, dolayısıyla dönüş hızı azalmış, daha büyük bir tork elde edilir.
Kaynakça
Dış bağlantılar
- A clear explanation of the relationship between Power and Torque, and how they relate to engine performance.
- "Horsepower and Torque"28 Mart 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde . An article showing how power, torque, and gearing affect a vehicle's performance.
- "Torque vs. Horsepower: Yet Another Argument"3 Mart 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde . An automotive perspective
- a discussion of torque and angular momentum in an online textbook14 Aralık 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Torque and Angular Momentum in Circular Motion 14 Mayıs 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde . on Project PHYSNET14 Mayıs 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde ..
- An interactive simulation of torque22 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Torque Unit Converter19 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Tork kuvvet momenti ya da donme momenti bir cismin bir eksen etrafindaki donme bukulme veya burulma egilimini donme ekseni merkezine indirgeyerek olcen fiziksel buyukluktur Torkun buyuklugu moment kolu uzunluguna uygulanan kuvvete ve moment kolu ile kuvvet vektoru arasindaki aciya baglidir F kuvvetinin etkisinde donen bir cisme dondurme etkisini sadece kuvvetin konum vektorune dik olan bileseni uygular t r F buyuklugu t r F r F sin8 olur Sembolik olarak t r F displaystyle boldsymbol tau mathbf r times mathbf F Vektorel ifadesi ile gosterilir Asagidaki ifade ise tork yonunden bagimsiz olarak tork buyuklugunu elde etmek icin kullanilir t r F sin 8 displaystyle tau mathbf r mathbf F sin theta T Tork vektoru ve torkun buyuklugu r Yer degistirme vektoru kuvvetin uygulandigi noktadan torkun olculdugu noktaya cizilen vektor F Kuvvet vektoru X Capraz carpimi 8 Teta kuvvet vektoru ile moment kolu arasindaki aci Uluslararasi Birimler Sistemi nde tork olcu birimi Newton metredir N m TarihceDonme ve tork konulariyla ilgili bilinen ilk calismalar Archimedes in kaldiraclari ve diger basit makineleridir Orta Cag ve Ronesans Orta Cag boyunca ozellikle savas makineleri ve saat mekanizmalari gibi alanlarda torkun uygulamali anlayisi gelisti Ancak bu donemde henuz torkun teorik bir aciklamasi yoktu Ronesans Donemi Leonardo da Vinci gibi Ronesans donemi mucitleri mekanik prensipleri ve kuvvetlerin nesneler uzerindeki etkilerini daha detayli incelediler Bu calismalar torkun anlasilmasinda dolayli yollardan onemli adimlar atti Bilimsel Devrim ve Newton Isaac Newton Bugun anladigimiz anlamda tork kavraminin kokeni Isaac Newton in 17 yuzyilda yaptigi calismalara dayanir Newton un hareket yasalari donen cisimlerin davranislarini anlamada temel bir adim oldu Ancak Newton tork terimini kullanmamistir Endustri Devrimi ve Sonrasi Torque kelimesinin modern anlamda kullanilmasinin 19 yuzyilin sonlarinda ozellikle muhendislik ve mekanik baglamlarda yayginlastigi bilinmektedir Tork terimi Latince dondurmek anlamina gelen torquere kelimesinden turemistir Tork Tanimi KapsamiBir parcacik donus eksenine bagli bir pozisyona yerlestirilmistir F kuvvet bu parcaciga uygulandiginda F in dik bilesenleri tork uretir Bu tork t r F t r F r F sin8 buyuklugune sahiptir ve sayfa disina dogru yonelir Moment ve Tork Terimleri Arasindaki Iliski Moment terimi genellikle tork icin bir esanlam olarak kullanilir ancak daha genis bir anlami vardir Moment bir kuvvetin bir noktaya veya eksene gore dondurme egilimini ifade etmek icin kullanilir Bu ozellikle muhendislikte bukme momentleri gibi durumlarda gorulebilir Fizikteki Kullanim Fizikte tork terimi genellikle dondurme hareketiyle ilgili baglamlarda kullanilir Bir nesnenin acisal hizini veya eylemsizlik momentini degistiren bir buyukluk tork olarak adlandirilabilir Kirisler ve Bukucu Momentler Bir kirisi bukme egilimi gosteren yan kuvvetler bukme momenti olarak adlandirilir Bu torkun ozel bir formudur ve kirisin acisal momentumu uzerinde dogrudan bir etkisi olmayabilir Kuvvetler ve Acisal Momentum Bir nesne uzerindeki kuvvetler nesnenin donmesine neden olmadan acisal momentumunu degistirebilir Bu tur durumlarda momentlerin tork olarak adlandirilmasinda bazi problemler olusturmaktadir Bu tanimlara gore biz cismin acisal momentumu degismiyorsa cisim uzerinde uygulanan bir torktan bahsedilemez Ancak bu makalede acisal momentum degisimi kosulu goz ardi edilerek tork ve moment ifadeleri birbiriyle ayni anlamda kullanilmistir Acisal Momentum ve TorkBir maddenin torku bazi referans sistemlerinde r pozisyonuna sahip olan capraz carpim olarak tanimlanabilir t r F displaystyle boldsymbol tau mathbf r times mathbf F r parcaciginin konum vektoru dayanaga yakin oldugunda F bu parcacikta hareket eden kuvvettir Torkun t buyuklugu ise soyledir t rFsin 8 displaystyle tau rF sin theta r parcacigin donus ekseninden olan uzakligi ise F uygulanan kuvvetin buyuklugudur ve 8 pozisyon ve kuvvet vektoru arasindaki acidir Alternatif bir yontem ise t rF displaystyle tau rF perp F parcacigin pozisyonuna dik olarak uygulanan kuvvetin miktaridir Parcacigin pozisyon vektorune paralel olarak uygulanan herhangi bir kuvvet tork uretmez Bir maddenin donus ekseni boyunca uzerindeki dengelenmemis tork maddenin acisal momentumunun degisim miktarini belirler t dLdt displaystyle boldsymbol tau frac mathrm d mathbf L mathrm d t L acisal momentum vektoru ve t de zamandir Eger birden fazla tork madde uzerinde calisirsa acisal momentumun degisim miktarini belirleyen sey net tork olur t1 tn tnet dLdt displaystyle boldsymbol tau 1 cdots boldsymbol tau n boldsymbol tau mathrm net frac mathrm d mathbf L mathrm d t Sabit eksenin donusu ise L Iw displaystyle mathbf L I boldsymbol omega I eylemsizligin momenti ve w acisal hizdir Bunu takiben tnet dLdt d Iw dt Idwdt Ia displaystyle boldsymbol tau mathrm net frac mathrm d mathbf L mathrm d t frac mathrm d I boldsymbol omega mathrm d t I frac mathrm d boldsymbol omega mathrm d t I boldsymbol alpha a maddenin acisal ivmesidir ve rad s ile olculur Bu denklemin soyle bir sinirlamasi vardir ki tork denklemi yalnizca donus ekseninin veya herhangi bir hareket turunun kutle merkezinin ani oldugu durumlarda yazilir hareket isterse yalnizca gecis yalnizca donus ya da bu ikisinin karisimi olabilir I torkun yazildigi eylemsizlik momentidir ister ani eksen donusu ya da yalnizca kutle merkezi olsun Eger madde oteleme hareketinin dengesindeyse tork denklemi hareket duzlemindeki butun noktalarda aynidir Tork yalnizca sabit eksen etrafindaki donusle sinirli degildir Acisal momentum vektorunun yonune ya da buyuklugune gore degisebilir hiz vektoru ve kuvvet vektorunun isinsal olmayan iceriklerin arasindaki aciya baglidir bu durum dayanagin koordinat sisteminde gozlemlenebilir Donmekte olan nesnenin net torku donme hizinda degisime yol acmaksizin devinime sebep olabilir Tanimlarin Denkligi Kaniti Tek bir parcacigin acisal momentumun tanimi su sekildedir L r p displaystyle mathbf L mathbf r times boldsymbol p x capraz carpim vektorunu isaret ederken p parcacigin dogrusal momenti r ise orijinalin yer degistirmis vektorudur orijinal hal boslukta herhangi bir yere sabitlenmis konumdur Bu olayin zaman turevi dLdt r dpdt drdt p displaystyle frac d mathbf L dt mathbf r times frac d boldsymbol p dt frac d mathbf r dt times boldsymbol p Bu sonuc vektorleri bilesenlerine bolerek ve carpma kurali uygulanarak kolaylikla kanitlanabilir Kuvvetin tanimini F dpdt displaystyle mathbf F frac d boldsymbol p dt kutle sabit olsun ya da olmasin ve hiz tanimini kullanarak drdt v displaystyle frac d mathbf r dt mathbf v dLdt r F v p displaystyle frac d mathbf L dt mathbf r times mathbf F mathbf v times boldsymbol p Hiz v ile alakali momentum capraz carpiminin p sonucu sifirdir cunku hiz ve momentum paraleldir bu yuzden ikinci terim yok olur Tanim olaraksa tork t r F dir Dolayisiyla parcacik uzerindeki tork zamanla iliskili acisal momentumun ilk turevine esittir Eger cift kuvvet uygulanirsa Newton un ikinci kuralini isaret eder Fnet ma ve sunu izler dLdt r Fnet tnet displaystyle frac d mathbf L dt mathbf r times mathbf F mathrm net boldsymbol tau mathrm net Bu genel bir kanittir BirimlerSI Birimleri Uluslararasi Birimler Sistemi Ana Birim Tork icin resmi SI birimi Newton metre N m olarak tanimlanir Bu bir metre uzunlugundaki bir kola uygulanan bir Newton luk kuvvetin yarattigi torka esittir Joule Iliskisi Tork birimi ayrica her radyan icin joule olarak da ifade edilebilir cunku 1 N m torkun tam bir devir boyunca 2p radyan uygulanmasi 2p joule enerji gerektirir Ancak enerji joule ve tork N m farkli kavramlardir ve bu yuzden farkli birim isimleri kullanilmalidir Matematiksel Ifade Enerji E Tork t x Aci 8 radyan cinsinden Emperyal Birimler Kullanilan bazi birimler arasinda pound kuvvet feet lb ft inc pound kuvvet ve ons kuvvet inc oz in bulunur Bu birimlerde kuvvet kelimesi genellikle cikarilir ve ornegin pound kuvvet fit yerine pound fit olarak kisaltilir Bu durumda pound terimi pound kuvvetini ifade eder pound kutlesini degil Diger Birimler Uluslararasi Birimler Sistemi disinda yer alan ve kullanimdan kacinilmasi gereken birimler arasinda metre kilogram kuvvet gibi birimler yer alir Bazi durumlarda gram santimetre gibi birimler kullanilabilir Bu durumda gram dunya uzerindeki 1 gram agirliktan kaynaklanan 0 00980665 N kuvvet olarak algilanir Ozel Durumlar ve Diger GerceklerMoment Kolu Formulu Moment Kolu Diagrami Oldukca kullanisli ozel bir durumda torkun fizik disindaki diger alanlardaki tanimi su sekilde verilir t moment kolu kuvvet displaystyle tau textrm moment kolu textrm kuvvet Moment kolunun yapisi ustteki figurde r ve F vektorleri ile gosterilmistir Bu tanimdaki problem torkun yalnizca buyuklugunu verip yonunu vermemesidir ve bu yuzden bunu uc boyutlu durumlarda kullanmak zordur Eger kuvvet yer degistirme vektoru r ye dik ise moment kolu merkeze olan uzakliga esit ve torkta verilen kuvvet icin en maksimum duzeyde olacaktir Dik kuvvetten dogan tork buyuklugunun denklemi t distance to centre force displaystyle tau textrm distance to centre textrm force Ornegin eger bir kisi 0 5 m uzunlugundaki ya da herhangi uzunluktaki bir anahtarin donme noktasindan gelen 0 5 m lik 10 N kuvvet anahtarin baglanti ucunun sonuna 10 N lik bir kuvvet koyarsa tork 5 N m olacaktir burada kisinin harekete alanindaki anahtara dik bir kuvvet uygulayarak anahtari hareket ettirdigi varsayilir Fg ve Fg zit kuvvetlerinden ortaya cikan tork L nin tork ile ayni yondeki acisal momentumunda degisime sebep olur Bu da bas kismin devinimine sebep olur Duragan Denge Bir nesnenin duragan dengede olmasi icin hem kuvvetlerin toplaminin sifir olmasi hem de herhangi bir noktadaki torklarin momentlerin toplaminin sifir olmasi gerekir Yatay ve dikey kuvvetlerin oldugu iki boyutlu bir durumda kuvvetlerin toplami iki tur denklem gerektirir SV 0 ve torkun ucuncu denklemi de sudur St 0 Bu yuzden iki boyutlularin statikce belirli denge problemlerini cozmek icin 3 denklem kullanilir Net Kuvvete Karsi Tork Sistemin net kuvveti sifir oldugunda tork havada hangi noktada olculurse olculsun aynidir Ornegin tekduze miknatis alanindaki akim tasima dongusu uzerindeki tork referans noktasina bakilmasizin aynidir Eger net kuvvet F displaystyle mathbf F sifir degil ise ve t1 displaystyle boldsymbol tau 1 den olculen tork r1 displaystyle mathbf r 1 ise r2 displaystyle mathbf r 2 den olculen tork su sekildedir t2 t1 r1 r2 F displaystyle boldsymbol tau 2 boldsymbol tau 1 mathbf r 1 mathbf r 2 times mathbf F Makine torku BMW K 1200 R 2005 Motorsikletinin Tork Donusu Yatay ekseni krank milinin donus hizidir rpm ve dik eksen motorun ayni hizi saglama kapasitesine sahip torktur Newton Metre Tork bir motorun temel ozelliklerinden biridir bir motordan cikan guc eksenin donus hiziyla carpilarak tork seklinde ifade edilir Icten yanmali motorlar sadece limitli miktardaki donus hizi uzerinden tork uretirler genelde kucuk bir arac icin 1 000 6 000 rpm dir Bu degisken tork dinamometre ile olculur ve tork egrisi olarak gosterilir Buhar makineleri ve elektrik motorlari maksimum sifir rpm ye yakin tork uretme egilimindedirler donus hizi arttikca tork azalmaktadir artan surtunme ve diger kisitlamalar yuzunden Pistonlu buhar makineleri debriyajsiz sifir RPM den agir yuklere baslayabilirler Tork Guc ve Enerji Arasindaki Iliski1 K torku kuvvet Fk x uzunluk a Nm bir mile etki etmektedir M momenti kuvvet Fm x uzunluk L ayni zamanda bir eksen uzerinde etki eder ancak ayni zamanda bir enine kuvvet Fd Fm ye esit uygular Acikliga kavusturmak gerekirse Fd burada ekseni bukuyor Eger bir kuvvetin bir yol boyu hareket etmesine izin verilirse mekanik is yapmis olur Benzer sekilde eger tork donus mesafesi boyu hareket ederse is yapmis olur Matematiksel olarak kutle merkezi boyunca sabit eksen etrafindaki donus W 8182t d8 displaystyle W int theta 1 theta 2 tau mathrm d theta W is t tork 81 ve 82 maddenin ilk ve son acisal pozisyonunu gosterir sirasiyla Bu olay is enerji teoremini destekler ki W ayni zamanda maddenin donussel kinetik enerjisini Er gosterir Er 12Iw2 displaystyle E mathrm r tfrac 1 2 I omega 2 I maddenin eylemsizlik momenti ve w onun acisal hizidir Guc her bir zaman birimindeki istir P t w displaystyle P boldsymbol tau cdot boldsymbol omega P guc t tork w ise acisal hizdir ve icsel carpimi ifade eder Matematiksel olarak bu denklem belirli guc cikisi icin olan torku hesaplamak uzere tekrar duzenlenebilir Su dikkate alinmalidir ki tork tarafindan verilen guc anlik acisal hiza baglidir acisal hizin artmasi azalmasi ya da tork uygulandiginda sabit kalmasi onemsizdir bu yalnizca anlik hiza bagli kuvvet tarafindan uygulanan gucun dogrusal durumuna esittir hizlanma sonucuna degil Pratikte bu iliski genis elektrik gucu sebekelerine bagli guc istasyonlarinda gozlemlenebilir Bu tip bir duzenlemede jeneratorun acisal hizi sebekenin sikligina baglidir ve tesisin guc cikisi jeneratorun donme eksenine uygulanan torka baglidir Uygun birimler kullanilmak zorundadir Uluslararasi Birimler Sistemi nin olcu icin birimlerinde guc watt tork Newton metre ve acisal hiz saniyedeki radyanlardir rpm ya da saniyelik degisimler degildir Ayrica Newton metre biriminin olcu olarak dengi bir enerji birimi olan juldur Ancak tork icin bu birim vektordur enerji icin ise skalerdir Diger Birimlere Donusturme Donusme faktoru farkli birimlerdeki guc tork ya da acisal hiz kullanirken gerekli olabilir Ornegin eger donus hizi devir sayisi acisal hiz radyan sayisi yerinde kullanilirsa her devir 2p radyanla carpilmalidir Bunu takip eden formuller P guc t tork ve w donussel hizdir P t 2p w displaystyle P tau times 2 pi times omega Diger birimler P W t N m 2p rad rev w rev sec displaystyle P rm W tau rm N cdot m times 2 pi rm rad rev times omega rm rev sec Her 60 saniye icin bolundugunde ise P W t N m 2p rad rev w rpm 60 displaystyle P rm W frac tau rm N cdot m times 2 pi rm rad rev times omega rm rpm 60 Donussel hiz her dakikadaki devir sayisidir rpm Bazi insanlar ornegin Amerikan otomotiv muhendisleri guc icin beygir gucunu imperiyal mekanik tork icin fit pound lbf ft ve rpm icin de donussel hizi kullanirlar Bu formulun su sekilde degismesiyle sonuclanir P hp t lbf ft 2p rad rev w rpm33 000 displaystyle P rm hp frac tau rm lbf cdot ft times 2 pi rm rad rev times omega rm rpm 33 000 Bu asagidaki degismezlik dakikadaki fit poundlari beygir gucu tanimi ile degisir ornegin olcu icin beygir gucu kullanilirsa bu yaklasik olarak 32 550 olur Diger birimlerin kullanimi ornegin saatteki guc icin BTU baska bir geleneksel degisim faktoru gerektirebilir Tureme Donen bir nesne icin donusun cevresi ile sarilan boyuna mesafe aciyla sarilan radyanlarin urunune esittir Bu demek olur ki boyuna mesafe radyan x acisal uzaklik Ve tanim olarak boyuna mesafe boyuna hiz x zaman radyan x acisal hiz x zaman Torkun tanimi Tork radyan x kuvvet Kuvveti hesaplayabilmek icin su sekilde degistirebiliriz Kuvvet Tork Yaricap Bu iki deger guc tanimi icin birbiri yerine kullanilabilir power force linear distancetime torquer r angular speed t t torque angular speed displaystyle mbox power frac mbox force times mbox linear distance mbox time frac left frac mbox torque displaystyle r right times r times mbox angular speed times t t mbox torque times mbox angular speed Radyan r ve zaman t bu denklemden cikarilmistir Ancak acisal hiz radyanlarda olmalidir dogrusal hiz ve turemenin baslangicindaki acisal hizin arasindaki dogrudan iliski hesaba katilmalidir Eger donus hizi her bir zaman birimindeki devir icin hesaplanirsa dogrusal hiz ve uzaklik oransal olarak turemenin 2p yukarisindadir power torque 2p rotational speed displaystyle mbox power mbox torque times 2 pi times mbox rotational speed Eger tork Newton metreyse ve donus hizi her saniyedeki devir sayisiysa yukaridaki denklem saniyedeki Newton metrelik ya da wattlik gucu verir Beygirgucu denklemi ise her beygirgucu icin 33 000 ft lbf dk lik tureme faktorunun uygulanmasi ile elde edilir power torque 2p rotational speed ft lbfmin horsepower33 000 ft lbfmin torque RPM5 252 displaystyle mbox power mbox torque times 2 pi times mbox rotational speed cdot frac mbox ft cdot mbox lbf mbox min times frac mbox horsepower 33 000 cdot frac mbox ft cdot mbox lbf mbox min approx frac mbox torque times mbox RPM 5 252 cunku 5252 113122 33 0002p displaystyle 5252 113122 approx frac 33 000 2 pi Moment PrensipleriVarignon un teoremi olarak da bilinen ayni isimdeki geometrik teorem ile karistirilmamalidir moment prensipleri gosterir ki tek bir noktaya uygulanan birkac kuvvet sonucu olusan torklarin toplami kuvvetlerin toplamina sonucuna esittir Matematiksel olarak su sekildedir r F1 r F2 r F1 F2 displaystyle mathbf r times mathbf F 1 mathbf r times mathbf F 2 cdots mathbf r times mathbf F 1 mathbf F 2 cdots Tork CarpaniTork carpani kuculme orani 1 den buyuk vites kutularidir Girdiye verilen tork her bir kuculme orani ile carpilir ve ciktiya iletilir dolayisiyla donus hizi azalmis daha buyuk bir tork elde edilir KaynakcaDis baglantilarA clear explanation of the relationship between Power and Torque and how they relate to engine performance Horsepower and Torque 28 Mart 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde An article showing how power torque and gearing affect a vehicle s performance Torque vs Horsepower Yet Another Argument 3 Mart 2009 tarihinde Wayback Machine sitesinde An automotive perspective a discussion of torque and angular momentum in an online textbook14 Aralik 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde Torque and Angular Momentum in Circular Motion14 Mayis 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde on Project PHYSNET14 Mayis 2017 tarihinde Wayback Machine sitesinde An interactive simulation of torque22 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde Torque Unit Converter19 Temmuz 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde