Πώς να υπολογίσετε τη ροπή πέδησης

Περιεχόμενο

• Βήματα
• Συμβουλές

Η ροπή είναι μια δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο. αυτή η δύναμη τείνει να αναγκάσει το αντικείμενο να αλλάξει την ταχύτητα περιστροφής του. Ένα αυτοκίνητο στηρίζεται στη ροπή για να σταματήσει. Τα τακάκια φρένων ασκούν δύναμη τριβής στους τροχούς, γεγονός που δημιουργεί ροπή στρέψης στον κύριο άξονα. Αυτή η δύναμη εμποδίζει την άξονα την τρέχουσα κατεύθυνση περιστροφής, διακόπτοντας έτσι την κίνηση προς τα εμπρός.

Βήματα

Σχεδιάστε ένα διάγραμμα ελεύθερου σώματος. Ένα διάγραμμα ελεύθερου σώματος απομονώνει ένα αντικείμενο και αντικαθιστά όλα τα εξωτερικά αντικείμενα με διανυσματικές ή στρεπτικές δυνάμεις. Αυτό σας επιτρέπει να συγκεντρώσετε τις δυνάμεις και να καθορίσετε την καθαρή δύναμη και τη ροπή που επενεργεί σε ένα αντικείμενο.

Δείξτε όλες τις δυνάμεις που επενεργούν στο όχημα καθώς ο οδηγός αρχίζει να φρενάρει. Υπάρχει η προς τα κάτω δύναμη της βαρύτητας, και υπάρχει επίσης η προς τα πάνω δύναμη που ασκείται από το δρόμο. Αυτές οι δύο δυνάμεις είναι ίσες και αντίθετες, έτσι ακυρώνονται ο ένας τον άλλον. Η υπόλοιπη δύναμη είναι η δύναμη τριβής που ασκείται από το δρόμο, η οποία ενεργεί οριζοντίως προς την αντίθετη κατεύθυνση από την κίνηση των οχημάτων. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι αναλύετε ένα τζιπ μήκους 2.000 κιλών που μόλις άρχισε το φρενάρισμα. Το διάγραμμα θα δείχνει δύο ίσες και αντίθετες κατακόρυφες δυνάμεις 19.620 Newton, οι οποίες ανέρχονται στο μηδέν και κάποια απροσδόκητη οριζόντια δύναμη.




Καθορίστε την οριζόντια δύναμη του δρόμου χρησιμοποιώντας το δεύτερο νόμο Newton - η δύναμη επί ενός αντικειμένου ισούται με τη μάζα του χρόνου της επιτάχυνσής του. Πιθανώς γνωρίζετε ή μπορείτε να αποκτήσετε το βάρος του οχήματος σύμφωνα με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή, αλλά θα χρειαστεί να υπολογίσετε το ρυθμό επιβράδυνσης. Ένας από τους απλούστερους τρόπους για να γίνει αυτό είναι να υποθέσουμε ένα μέσο ρυθμό επιβράδυνσης από τη στιγμή που τα φρένα εφαρμόζονται για πρώτη φορά, μέχρι το σημείο απελευθέρωσης. Η επιβράδυνση είναι τότε η συνολική μεταβολή της ταχύτητας διαιρούμενη με το χρόνο που έχει περάσει κατά τη διάρκεια της διαδικασίας πέδησης. Αν το τζιπ πήγε από ταχύτητα 20 μέτρων ανά δευτερόλεπτο έως 0 μέτρα ανά δευτερόλεπτο σε 5 δευτερόλεπτα, η μέση επιβράδυνση θα ήταν 4 μέτρα ανά δευτερόλεπτο ανά δευτερόλεπτο. Η δύναμη που απαιτείται για να προκαλέσει αυτή η επιβράδυνση ισούται με 2.000 kg * 4 m / s / s, που ισούται με 8.000 Newtons.

Υπολογίστε τη ροπή που προκαλεί η δύναμη του δρόμου γύρω από τον άξονα. Επειδή η ροπή ισούται με τη δύναμη που διέρχεται από την απόσταση από το σημείο περιστροφής, η ροπή ισούται με τη δύναμη του δρόμου σε σχέση με την ακτίνα του τροχού. Η δύναμη του δρόμου είναι η ίση και αντίθετη στρεπτική αντίδραση που προκαλείται από τα φρένα, οπότε η ροπή πέδησης είναι ίση σε μέγεθος και αντίθετη προς τη ροπή που ασκείται από το δρόμο. Εάν ο τροχός των Jeeps έχει ακτίνα 0,25 μέτρων, η ροπή πέδησης ισούται με 8.000 N * 0.25 m ή 2.000 Nm.




Συμβουλές