عرض مصدر ازدواج (علم الميكانيكا)

يعرف '''الازدواج''' في [[ميكانيكا|الميكانيكا]] {{إنج|(Couple (mechanics}} على أنه مجموعة من [[قوة|القوى]] لها [[عزم الدوران|عزم]] محصل وليس لها قوة محصلة.<ref name="Kane">''Dynamics, Theory and Applications'' by T.R. Kane and D.A. Levinson, 1985, pp. 90-99: [http://ecommons.library.cornell.edu/handle/1813/638 Free download] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150619052426/http://ecommons.library.cornell.edu/handle/1813/638 |date=19 يونيو 2015}}</ref> يمكن تسميتها بزوج من القوى أو العزم النقي. يكمن تأثيرها في إحداث دوران دون انتقال [[مركز ثقل|لمركز الثقل]]. في ميكانيكا الأجسام الصلبة، يكون لزوج القوى اتجاهات حرة بمعنى أن تأثيرها على الجسم لا يعتمد على نقطة التأثير.

يسمى العزم المحصل بعزم الدوران. هذه التسمية لا تتداخل مع عزم الدوان (torque) المستخدم في الفيزياء حيث أنه فقط مرادف للفظ العزم (moment).<ref>''Physics for Engineering'' by Hendricks, Subramony, and Van Blerk, page 148, [https://books.google.com/books?id=8Kp-UwV4o0gC&pg=PA148 Web link] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170711055515/https://books.google.com/books?id=8Kp-UwV4o0gC&pg=PA148 |date=11 يوليو 2017}}</ref> يمتلك عزم الدوران مجموعة من الخصائص التي لا توجد مع العزم مثل خاصية عدم الاعتماد على مرجع النقطة.
ويمكن تعريفها أيضا بأنها مجموعة تتكون من قوتين متساويتين في المعيار ومتعاكستين في الاتجاه لا يجمعهما خط عمل واحد.

== زوج بسيط ==
; تعريف
الزوج هو عبارة عن زوج من القوى متساويان في المقدار ومتضادان في الإتجاه وبينهما مسافة عمودية.
يتكون أبسط زوج من قوتين متساويتان مقدارا ومتضادتان في الإتجاه وخط عملهم ليسا متطابقين. .تمتلك [[القوى]] تأثير دوراني يسمى عزم الدوران حول محورها والذي يكون [[عمودي (توضيح)|عمودي]] على مستوى القوى. وحدة عزم الدوان الدولية هي نيوتن.متر.

إذا كانت القوتين هما F و F- فإن [[متجه|مقدار]] عزم الدوران يساوي:
: <math>\tau = F d \,</math>
حيث:
: <math>\tau</math> هو عزم الدوران.
: ''F'' مقدار إحدى القوتين''.''
: ''d'' هي المسافة العمودية بين القويتن (ذراع العزم).
دائما ما يساوي عزم الدوران حاصل ضرب القوة في المسافة العمودية (F*D) ويتم تحديد اتجاه العزم بواسطة<nowiki/>[[متجه وحدة|متجه الوحدة]] <math>\hat{e}</math>.

<math> \mathbf{\tau} = | \mathbf{d} \times \mathbf{F} | .</math>

== استقلال مرجع النقطة ==
عزم القوة يعرف نسبة إلى نقطة فيقال أنه العزم حول النقطة P. وعندما تتغير هذه النقطة يتغير معها العزم. لا يعتمد عزم الدوران على أي نقط، فأى نقطة ستطعي نفس عزم الدوران. 

 تسمى هذه النظرية بنظرية ( ''Varignon's Second Moment Theorem''.)<ref>''Engineering Mechanics: Equilibrium'', by C. Hartsuijker, J. W. Welleman, page 64 [https://books.google.com/books?id=oPhH90IWW60C&pg=PA64 Web link] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20161224082355/https://books.google.com/books?id=oPhH90IWW60C&pg=PA64 |date=24 ديسمبر 2016}}</ref>
لكي نثبت ذلك، نفترض وجود مجموعة من القوى F1 و F2  إلخ، والذي تكون أزواج ولها متجهات موضعية r1, r2, إلخ، العزم حول النقطة p سيكون:

: <math>M = \mathbf{r}_1\times \mathbf{F}_1 + \mathbf{r}_2\times \mathbf{F}_2 + \cdots</math>
''P''' ''هي نقطة أخرى لحساب العزم حولها ولها متجه r: ''
: <math>M' = (\mathbf{r}_1+\mathbf{r})\times \mathbf{F}_1 + (\mathbf{r}_2+\mathbf{r})\times \mathbf{F}_2 + \cdots</math>
يتم [[توزيعية|توزيع]] الأقواس باستخدام [[ضرب اتجاهي]]: 
: <math>M' = \left(\mathbf{r}_1\times \mathbf{F}_1 + \mathbf{r}_2\times \mathbf{F}_2 + \cdots\right) + \mathbf{r}\times \left(\mathbf{F}_1 + \mathbf{F}_2 + \cdots \right).</math>
ولكن من تعريف زوج القوى فإن:
: <math>\mathbf{F}_1 + \mathbf{F}_2 + \cdots = 0.</math>
لذلك،
: <math>M' = \mathbf{r}_1\times \mathbf{F}_1 + \mathbf{r}_2\times \mathbf{F}_2 + \cdots = M</math>
وهذا يثبت أن العزم لا يعتمد على النقطة المرجعية.

== القوى والأزواج ==
[[ملف:Force_and_couple.PNG|تصغير]]
تؤر قوة مقدارها F  تبعد مسافة d  من مركز الجسم يكون لهذه القوة نفس التأثير عندما تؤثر عند مركز الجسم مباشرة (Cℓ = Fd). ينتج عن هذا الزوج عجلة زاوية للجسم الصلب بزاويا عمودية على مستواه.<ref name="DuBois">{{استشهاد بكتاب|مسار= https://books.google.com/books?id=euUeAAAAMAAJ&pg=PA186|عنوان=The mechanics of engineering, Volume 1|ناشر=Wiley|سنة=1902|صفحة=186|الأخير=Augustus Jay Du Bois|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20200125034254/https://books.google.com/books?id=euUeAAAAMAAJ&pg=PA186|تاريخ أرشيف=2020-01-25}}</ref> ينتج عن القوة المؤثرة عند المنتصف عجلة تحرك الجسم في اتجاه القوة دون تغير الاتجاه.
النظريات العامة هي:

عند التأثير بقوة وحيدة على [[جسم جاسئ|جسم صلب]] عند نقطة O′ فإنه يمكن تغييرها بقوة مساوية وموازية لها عند أي نقطة O وعزم يساوى حاصل ضرب القوة في المسافة بين النقطتين. 
== تطبيقات ==

العزم له اهمية كبيرة في<nowiki/>[[هندسة ميكانيكية|الهندسة الميكانيكية]] والعلوم الفيزيائية. بعض الأمثلة علي ذلك:

* التأثير بقوى بواسطة يد الإنسان على المفك (screw).
* القوى على [[قطب كهربائي|قطب كهربي]] في مجال كهربي.
* القوي الناتجة بواسطة اليد على عجلة القيادة.
== انظر أيضا ==
* [[عزم الدوران]]
* [[قوة|القوة]]

== مراجع ==
{{مراجع}}
{{شريط بوابات|الفيزياء}}

[[تصنيف:كميات فيزيائية]]
[[تصنيف:ميكانيكا]]