Tork Ve Moment Nedir? Tork – Moment Nasıl Hesaplanır? Kuvveti Bileşenlere Ayırma Yöntemi ile Tork Hesabı. Arabalarda Tork. Tork Gücü ile Beygir Gücü Arasında Ne Gibi Farklar Bulunur?
Tork ve moment nedir? Tork (dönme momenti ) Kuvvetin cisimlere kazandırdığı öteleme hareketinin dışında bir de döndürücü etkisi vardır. Bir kapıyı açma, bir vidayı çevirme, tekerleklerin dönmesi gibi olaylarda kuvvetin döndürücü etkisinden yararlanılır. Tork denilen kavram bu döndürücü etkiyle ilgilidir. Tork, kavramsal olarak; döndürme kuvveti anlamına gelir.
Tork ve moment (momentum) arasındaki fark? Tork ve moment aynı kavramlardır. Momentin meydana gelebilmesi için cisme etki eden kuvvetin doğrultusu, döndürme noktasının dışından geçmelidir. Aksi halde moment meydana gelmez. Kuvvetin döndürme etkisine tork veya moment denir. Tork bir kuvvetin döndürücü etkisinin bir ölçüsüdür.
Tork – Moment Nasıl Hesaplanır?
Şekillerde görüldüğü gibi A ve B noktalarına uygulanan kuvvetlerinin O noktasından geçen eksene göre momentin büyüklüğü, F ve r vektörlerinin vektörel (vector) çarpımına eşittir.
𝜏⃗ = 𝑟⃗ 𝑥 𝐹⃗
Aralarında açı varsa O noktasından doğrultusuna çizilen dikmenin uzunluğudur. Bu uzunluğa kuvvet kolu denir.
F ile r arasındaki açı θ olduğuna göre d = r sinθ’ dır. Sonuç olarak momentin büyüklüğü aşağıdaki gibi yazılır.
𝜏 = 𝐹 (𝑟 𝑠𝑖𝑛𝜃)
𝜏⃗ = 𝑟⃗ 𝑥 𝐹⃗
𝜏 = 𝐹. d
Tork = (Kuvvet ) x (Kuvvet kolu)
𝜏 = 𝐹 (r sinθ)
Şekilde görüldüğü gibi kuvvet kolu, dönme noktasından kuvvet doğrultusunda çizilen dikmenin uzunluğudur. Buna göre; Tork = (Kuvvet) x (Dönme noktasından kuvvet doğrultusuna çizilen dikmenin uzunluğu) olarak yazılır.
SΙ birim sistemine göre torkun birimi aşağıdaki gibi yazılır.
Torkun birimi: (Newton) x (Metre) = N x m
Kuvveti Bileşenlere Ayırma Yöntemi ile Tork Hesabı
O noktası etrafında serbestçe dönme özelliğine sahip OA çubuğunun A ucuna kuvveti şekildeki gibi uygulanıyor.
Bu durumda çubuk O noktası etrafında dönecektir. Meydana gelen tork’ un yönü sayfa düzlemine dik içe doğrudur. (ƒ) büyüklüğünü bulmak için F kuvvetinin iki dik bileşeninden sadece Fy kullanılır çünkü Fx bileşeninin doğrultusu dönme noktasından geçtiği için tork meydana getirmez. F kuvvetinin O noktasına göre meydana getirdiği tork;
𝜏0 = 𝐹𝑦 . 𝑑 𝜏0 = 𝐹. 𝑑 . 𝑠𝑖𝑛𝛼
Not: Uygulanan kuvvetin doğrultusu dönme noktasından geçiyorsa bu kuvvetin etkisinde o nokta etrafında dönme meydana gelmez yani o noktaya göre tork sıfırdır.
Soru
O noktasından geçen eksen etrafında sürtünmesiz olarak dönebilen OA çubuğu yatay düzlem üzerinde durmakta iken şekildeki gibi F1 ve F2 kuvvetleri etkisinde kalıyor. Çubuk hangi yönde kaç N x m‘ lik moment ile döner? (sin37° = 0,6; cos37° = 0,8)
Çözüm
F1 ve F2 kuvvetleri iki dik bileşene ayrılarak büyüklükleri hesaplanır. Burada F1x ve F2x bileşenlerini hesaplamaya gerek yoktur çünkü bu bileşenlerin O noktasına göre torkları sıfırdır.
F1y = F1 x cos37° = 10 x 0,8 = 8 N
F2y = F2 x sin37° = 15 x 0,6 = 9N
O noktasına göre toplam tork;
MO= 8 x 1- 9 x 2 = – 10 N x m
OA çubuğu (–) yönde 10 N x m‘ lik moment büyüklüğüyle döner.
Arabalarda Tork
Döndürme kuvveti anlamına gelen tork gücü, aracın motorunda yer alan krank milinin bir dakika içinde yaptığı dönüş sayısıdır. Bu dönüşlerin az ya da çok sayıda olması, aracın sahip olacağı çekiş gücünü belirler.
Bunlardan dolayı bir aracın çekişinin yüksek olması, tork kuvvetinin de yüksek olduğunu gösterir. Bu da aracın ağır maddeleri kolay bir şekilde çekebileceğini, taşıyabileceğini ifade eder. Bu nedenle kamyon, tır veya traktör gibi araçların tork kuvvetleri binek otomobillere göre daha yüksektir. Newton metre (meter) birimiyle belirtilen bu kuvvet, araç tork değerleri tablosu üzerinde Nm olarak gösterilir. Tork gücü devir dakika bilgisi ile birlikte gösterilir, 3.500 d/dakikada – 350 Nm tork gibi.
Arabaların Motorundaki Tork Ne Anlama Gelir?
Tork (torque), motordan hareket parçalarına (tekerlek, dişli, palet…vb) iletilen itme kuvveti veya dönme momentidir. İletilen kuvvet kimi zaman “itme kuvveti”, kimi zaman da “dönme momenti” olarak isimlendirilir.
Tork, motorun dönme kuvvetinin; araçta tekerlekleri itme kuvvetine dönüştürülmesini sağlar. Yani bir çeşit, aracın çekiş gücü ile ilgilidir. Yokuş yukarı çıkan bir arabanın gösterdiği performans; torkunun iyi olması ile mümkündür.
Arabalarda Tork Gücü Oranı
Arabalarda tork gücü oranları değişkendir. Arabadan arabaya; aracın motor tipine göre, tork gücü değişiklik gösterir. Dizel motorların tork gücü, benzinli motorların tork gücünden daha fazladır. Dizel arabalardaki motorların piston kolu, çoğu zaman benzinli arabalarınkinden daha uzundur. Bu uzun kollar da daha yüksek dönüş kuvveti uygular. Bundan dolayı, dizel motorların tork gücü; çok daha fazladır. Bu durum, yakıt tüketimini de azaltmaktadır.
Tork Gücü ile Beygir Gücü Arasında Ne Gibi Farklar Bulunur?
Tork gücü; çekiş kuvvetini tanımlar. Beygir gücü ise daha çok; hız ile ilgilidir. Gücün kullanılacağı gereksinimler farklıdır, aralarındaki fark budur. Örnek olarak, yarış arabalarının beygir gücü (horse power) fazladır. Çünkü bu yarış arabalarının hızlı olmaları gerekir. Tork gücünün ise, hızla hiçbir ilgisi yoktur.
Araba hareket halindeyken, araca uygulanacak beygir gücü ve tork gücünü anlamanın da yolları bulunur. Beygir gücü için, hız göstergesine, tork gücü için devir göstergesine bakmak yeterlidir. Arabaların var olan düzende, ne kadar az bir devirde; ne kadar yüksek hızlara çıkıyor ise, tork gücü de o kadar fazladır.