ديناميكا الحركة الدورانية

المقدمة

ديناميكا الحركة الدورانية هي دراسة حركة الأجسام الدوارة. إنها فرع من ميكانيكا نيوتن الكلاسيكية، والتي تصف حركة الأجسام على نطاق واسع. تتعامل ديناميكا الحركة الدورانية مع دراسة حركة الأجسام الصلبة حول محور دوران ثابت. وهي بناءً على قوانين نيوتن الثلاثة للحركة. تتضمن ديناميكا الحركة الدورانية مفاهيم مثل عزم القوة، وعزم الدوران، واللحظة القطبية للقصور الذاتي، والطاقة الحركية الدورانية. يتم استخدام ديناميكا الحركة الدورانية في العديد من التطبيقات الهندسية، بما في ذلك تصميم الآلات الدوارة، والتروس، والمحركات الكهربائية.

قوانين نيوتن للحركة الدورانية

قانون نيوتن الأول: تنص على أن الجسم الساكن يبقى ساكناً والجسم المتحرك يبقى متحركاً بسرعة ثابتة في خط مستقيم ما لم تؤثر عليه قوة.

قانون نيوتن الثاني: تنص على أن معدل تغير كمية الحركة لجسم ما يساوي القوة المؤثرة عليه.

قانون نيوتن الثالث: تنص على أن لكل فعل رد فعل مساوٍ له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه.

عزم القوة

عزم القوة هو مقياس لقدرة القوة على تدوير الجسم حول نقطة.

يعتمد عزم القوة على مقدار القوة ومسافة القوة من نقطة الدوران.

وحدة عزم القوة هي نيوتن متر (N·m).

عزم الدوران

عزم الدوران هو مقياس لقدرة عزم القوة على تسريع الجسم الدوار.

يعتمد عزم الدوران على عزم القوة والسرعة الزاوية للجسم.

وحدة عزم الدوران هي نيوتن متر في الثانية (N·m·s).

اللحظة القطبية للقصور الذاتي

اللحظة القطبية للقصور الذاتي هي مقياس لمدى صعوبة تسريع الجسم الدوار.

تعتمد اللحظة القطبية للقصور الذاتي على شكل الجسم وكتلته وتوزيع الكتلة حول محور الدوران.

وحدة اللحظة القطبية للقصور الذاتي هي كيلوغرام متر مربع (kg·m²).

الطاقة الحركية الدورانية

الطاقة الحركية الدورانية هي طاقة الجسم الدوار بسبب دورانه.

تعتمد الطاقة الحركية الدورانية على اللحظة القطبية للقصور الذاتي وسرعة الجسم الزاوية.

وحدة الطاقة الحركية الدورانية هي جول (J).

تطبيقات ديناميكا الحركة الدورانية

تستخدم ديناميكا الحركة الدورانية في العديد من التطبيقات الهندسية، بما في ذلك:

تصميم الآلات الدوارة، مثل المحركات الكهربائية والمضخات والضاغطات.

تصميم التروس، وهي عجلات مسننة تستخدم لتغيير السرعة وعزم الدوران.

تصميم أجهزة القياس الدوارة، مثل عدادات السرعة ومقاييس التسارع.

الخاتمة

ديناميكا الحركة الدورانية هي فرع مهم من ميكانيكا نيوتن الكلاسيكية. إنها تتعامل مع دراسة حركة الأجسام الدوارة. تستخدم ديناميكا الحركة الدورانية في العديد من التطبيقات الهندسية، بما في ذلك تصميم الآلات الدوارة، والتروس، وأجهزة القياس الدوارة.