Force Line Y Intercept
1. نُعطى القوة \( \mathbf{ن} = 3\hat{\mathbf{x}} + 2\hat{\mathbf{y}} \) عند نقطة ما، ومتجه عزم \( \mathbf{ن} \) حول نقطة الأصل هو \( 15\hat{\mathbf{z}} \).
2. نريد إيجاد نقطة تقاطع خط عمل القوة مع محور \( y \) (محور الصاد).
3. متجه العزم \( \mathbf{M} \) حول نقطة الأصل يُحسب بالعلاقة:
$$ \mathbf{M} = \mathbf{r} \times \mathbf{F} $$
حيث \( \mathbf{r} = x\hat{\mathbf{x}} + y\hat{\mathbf{y}} \) هو متجه الموضع لنقطة تأثير القوة، و\( \mathbf{F} = 3\hat{\mathbf{x}} + 2\hat{\mathbf{y}} \).
4. نكتب متجه العزم:
$$ \mathbf{M} = (x\hat{\mathbf{x}} + y\hat{\mathbf{y}}) \times (3\hat{\mathbf{x}} + 2\hat{\mathbf{y}}) $$
5. نستخدم خاصية الضرب الاتجاهي:
$$ \hat{\mathbf{x}} \times \hat{\mathbf{x}} = 0, \quad \hat{\mathbf{y}} \times \hat{\mathbf{y}} = 0, \quad \hat{\mathbf{x}} \times \hat{\mathbf{y}} = \hat{\mathbf{z}}, \quad \hat{\mathbf{y}} \times \hat{\mathbf{x}} = -\hat{\mathbf{z}} $$
6. إذن:
$$ \mathbf{M} = x(3\hat{\mathbf{x}} \times \hat{\mathbf{x}} + 2\hat{\mathbf{x}} \times \hat{\mathbf{y}}) + y(3\hat{\mathbf{y}} \times \hat{\mathbf{x}} + 2\hat{\mathbf{y}} \times \hat{\mathbf{y}}) $$
$$ = x(0 + 2\hat{\mathbf{z}}) + y(-3\hat{\mathbf{z}} + 0) = (2x - 3y)\hat{\mathbf{z}} $$
7. نعلم أن \( \mathbf{M} = 15\hat{\mathbf{z}} \)، إذن:
$$ 2x - 3y = 15 $$
8. نقطة تقاطع خط عمل القوة مع محور \( y \) تعني \( x = 0 \)، بالتالي:
$$ 2(0) - 3y = 15 \Rightarrow -3y = 15 \Rightarrow y = -5 $$
9. إذن نقطة التقاطع هي \( (0, -5) \).
**الإجابة الصحيحة هي أ (0, -5).**