ماشین ها

راهنمایی کوتاه: برای محاسبهٔ گشتاور وارد بر نقطۀ اتصال میله به دیوار، باید نیروی وزن گلدان و فاصلهٔ عمودی آن از نقطهٔ اتصال را بدانیم. جهت گشتاور نیز با قانون دست راست مشخص می‌شود.

گام‌به‌گام:

1. نیروی وارد از طرف گلدان برابر است با وزن آن: $F=m·g$ (جرم گلدان در شتاب گرانش).
2. فاصلهٔ عمودی از نقطۀ اتصال (بازوی گشتاور) برابر طول میله (یا فاصلهٔ افقی) است. اگر میله افقی باشد، بازوی گشتاور همان طول میله است.
3. اندازهٔ گشتاور از رابطۀ $\tau =F·d$ به‌دست می‌آید، جایی که $d$ بازوی گشتاور است.
4. جهت گشتاور: اگر میله به سمت راست باشد و نیروی وزن به سمت پایین، گشتاور در نقطهٔ اتصال به سمت داخل صفحه (طبق قانون دست راست) خواهد بود. اگر میله به سمت چپ باشد، جهت برعکس می‌شود.

پاسخ نهایی: بدون داشتن جرم دقیق گلدان و طول میله، نمی‌توان عدد مشخصی گفت. اما اگر برای مثال جرم گلدان ۲ کیلوگرم و طول میله ۰٫۵ متر و $g=10‌\mathrm{m/s}{2}^{}$ باشد، گشتاور $10‌\mathrm{N·m}$ و جهت آن به سمت داخل صفحه است.

مثال مشابه: گلدانی به جرم ۳ کیلوگرم به انتهای میله‌ای به طول ۰٫۴ متر آویزان است. گشتاور در نقطۀ اتصال چقدر است؟ $F=3\times 10=30‌\mathrm{N}$، $\tau =30\times 0.4=12‌\mathrm{N·m}$، جهت به سمت داخل صفحه.

اگر می‌خواهی بیشتر یاد بگیری: مفهوم گشتاور در فیزیک بسیار مهم است. سعی کن با قانون دست راست برای جهات مختلف تمرین کنی. همچنین می‌توانی تأثیر زاویهٔ میله را روی بازوی گشتاور بررسی کنی.

یادآوری ایمنی: در مسائل واقعی، مطمئن شو که دیوار و میله توان تحمل گشتاور محاسبه‌شده را دارند. در آزمایش‌های عملی از وسایل مناسب و کم‌خطر استفاده کن.