العزم، الذي يُشار إليه غالبًا باسم عزم القوة، هو مقياس للقوة الدورانية المُطبقة على جسم ما. وهو مفهوم أساسي في الميكانيكا، يلعب دورًا محوريًا في كل من الأنظمة الساكنة والديناميكية. تساعد حسابات العزم في تصميم الآلات والمركبات والهياكل، بما يضمن قدرتها على تحمل الإجهادات التشغيلية.

الخلفية التاريخية

يُعد مفهوم العزم قديمًا قدم الرافعة، وهي واحدة من الآلات البسيطة الست التي حددها علماء عصر النهضة. وقد قال أرخميدس، عالم الرياضيات والفيزياء والهندسة اليوناني الشهير: "أعطوني مكانًا لأقف عليه، وسأحرك الأرض برافعة". هذا البيان يبرز مبدأ العزم، مُوضحًا كيف أن القوة المُطبقة على مسافة من نقطة ارتكاز يمكن أن تسبب الدوران.

صيغة الحساب

تُعطى صيغة حساب العزم (M) بواسطة:

\[ M = F \times l \]

حيث:

• M هو العزم المُطبق (بنيوتن متر، N-m)،
• F هي القوة المُطبقة (بنيوتن، N)،
• l هو طول ذراع الرافعة (بالمتر، m) من نقطة الارتكاز إلى النقطة التي تُطبق عندها القوة.

مثال على الحساب

على سبيل المثال، إذا تم تطبيق قوة مقدارها 200 نيوتن في نهاية ذراع رافعة طوله 0.5 متر، فسيكون العزم:

\[ M = 200 \, \text{N} \times 0.5 \, \text{m} = 100 \, \text{N-m} \]

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

حسابات العزم ضرورية في الهندسة والفيزياء لضمان التشغيل الصحيح والسلامة لأنظمة ميكانيكية متنوعة، بدءًا من الأدوات البسيطة إلى الآلات المعقدة. وهي أساسية في هندسة السيارات لتصميم المحركات وعلب التروس، وفي الهندسة المدنية لسلامة الهياكل، وفي تصميم الأجهزة المنزلية.

الأسئلة الشائعة

1. ما هو العزم؟

   • العزم هو مقياس للقوة التي تسبب دوران جسم ما حول محور. وهو المكافئ الدوراني للقوة الخطية.

2. كيف يؤثر طول ذراع الرافعة على العزم؟

   • كلما زاد طول ذراع الرافعة، زاد العزم الناتج عن نفس القوة. يسمح هذا المبدأ بميزة ميكانيكية وكفاءة أكبر في الأدوات والآلات.

3. هل يمكن للعزم أن يؤثر على اتجاه الدوران؟

   • نعم، يحدد اتجاه القوة المُطبقة بالنسبة لنقطة الارتكاز اتجاه الدوران، باتباع قاعدة اليد اليمنى لاتجاه العزم.

تُقدم هذه الآلة الحاسبة طريقة مباشرة للطلاب والمهندسين وهواة الجمع لِحساب قيم العزم، مما يعزز الفهم والتطبيق في مختلف السيناريوهات الميكانيكية.