الإجابة هي: لا يمكن توليد عزم دوران كبير بأقل قوة عند التأثير على الجسم بقوة عمودية في أقرب نقطة لمحور الدوران، لأن المسافة بين نقطة التأثير ومحور الدوران (الذراع) تكون صفرًا، والقوة المؤثرة عموديًا عند نقطة عدم وجود ذراع لن تنتج أي دوران [1، 3، 7}.
العلاقة الأساسية:
- عزم الدوران يُحسب بالقانون التالي: عزم الدوران(τ)=r⋅F⋅sin(θ)
حيث:
- τ: عزم الدوران (Torque)
- r: المسافة من محور الدوران (ذراع القوة)
- F: مقدار القوة المؤثرة
- θ: الزاوية بين اتجاه القوة وذراع الدوران
لتحقيق أكبر عزم بأقل جهد:
1. اجعل المسافة (r) كبيرة
كلما زادت المسافة من نقطة التأثير إلى محور الدوران، زاد العزم الناتج لنفس القوة.
هذا هو مبدأ الرافعة (Lever Principle).
2. اجعل زاوية التأثير 90 درجة
عندما تكون القوة عمودية على الذراع، فإن sin(θ)=sin(90°)=1، وهو أقصى تأثير ممكن.
3. استخدم أقل قوة ممكنة ولكن بذكاء
بدلًا من زيادة القوة، زيّد الذراع واجعل الزاوية عمودية لتحصل على نفس العزم بجهد أقل.
مثال عملي:
لفتح صمولة بمفتاح:
- إذا ضغطت من طرف المفتاح البعيد (r كبير) وبزاوية قائمة (90°)، تحتاج قوة أقل.
- إذا ضغطت من قرب الصمولة (r صغير)، ستحتاج إلى قوة أكبر.