عندما تدير مقبض الباب ، فإنك تستخدم القوة كما لو كان المقبض رافعة. تتيح لك قوة الدوران هذه ، المعروفة باسم عزم الدوران ، تحريك الأوزان بوزن واحد يوازن الآخر عند طرفي الرافعة. يمكنك العثور على طريقة الموازنة والموازنة هذه في العديد من التطبيقات من رافعات البناء إلى دفع الأبواب افتح ، وباستخدام معادلة عزم الدوران ، يمكنك تحديد قوة الوزن والمسافة على طول الرافعة بحاجة.
معادلة عزم الدوران
كل رافعة ، بأوزانها لموازنة وموازنة القوى المختلفة ، تعتمد على نقطة ارتكاز ، وهي النقطة التي تلتقي عندها أذرع الرافعة. يجب أن تقع نقطة الارتكاز بين كلا الأوزان على طرفي الرافعة بحيث يمكن أن تحدث قوة الدوران.
تتيح لك هذه الروافع تطبيق وزن على كلا الطرفين بحيث تتوازن الأوزان مع بعضها البعض. يتيح لك عزم الدوران ، المسمى أيضًا لحظة أو لحظة القوة ، مقارنة المسافة والقوة بين وزني الرافعة.
صيغة توازن وزن المحور
حاصل ضرب قوة الوزن والمسافة التي يقع عندها على ذراع الرافعة يساوي حاصل ضرب الوزن على الجانب الآخر. رياضيا ، الصيغة الأساسية لموازنة الوزن هي
F_e \ times d_e = F_k \ times d_l
لقوة الجهدFه، المسافة إلى نقطة ارتكازده، قوة الحملFدوبعدها إلى نقطة ارتكازدل.
تصف قوة الحمل وقوة الجهد الأوزان على جانبي الرافعة ، وهما يوازنان بعضهما البعض. هذا يعني أنه يمكنك استخدام قوى الحمل والجهد كأوزان وأوزان موازنة في هذه التطبيقات.
إذا كنت تعرف الزاوية "ثيتا"θبين ذراع الذراع واتجاه القوة المؤثرة على الوزن ، يمكنك تضمينه في حاسبة توازن الوزن المحوري لكتابة عزم الدوران على شكل عزم الدوران "تاو"
\ tau = F \ times r \ sin {\ theta}
تضمن هذه الزاوية أن يتم تطبيق القوة في الاتجاه المناسب جنبًا إلى جنب مع أذرع الرافعة.
حاسبة توازن وزن المرتكز
يجب أن تتطابق وحدتا القوة والمسافة لكلا طرفي المعادلة. إذا كنت تستخدم أرطالًا لقياس وزن القوة ، فتذكر تحويلها إلى نيوتن للحصول على القوة الفعلية. يمكنك استخدام التحويل الذي يساوي 0.454 كيلوغرام رطل واحد أو أن 4.45 نيوتن يساوي رطلًا واحدًا.
تأكد من قياس المسافة من الجسم الموجود على ذراع الرافعة إلى نقطة الارتكاز. تتيح لك حاسبة مسافة نقطة الارتكاز هذه مقارنة الأوزان التي قد تستخدمها الرافعة أو الرافعة الشوكية في رفع الأوزان الثقيلة.
حساب ثقل الموازنة للرافعة المتنقلة
تخيل أن رافعة متحركة ترفع عارضة فولاذية تزن طنًا واحدًا أو 2000 رطل على ارتفاع 50 قدمًا مع وجود ثقل موازن يقع على الجانب الآخر من نقطة الارتكاز 20 قدمًا. يتم تطبيق القوى بزاوية 90 درجة على كل ذراع من ذراع الرافعة. احسب وزن الثقل الموازن الذي يمكن أن تستخدمه الرافعة المتحركة على هذه المسافة.
لأن القوى مطبقة بزاوية 90 درجة ، فإن الخطيئةθالمكون سوف يساوي الخطيئة(90 درجة) ، أو 1. باستخدام المعادلة ،Fه × ده = F.ل × دل,عزم الدوران للوزن ، أو قوة الجهد ، هو 2000 رطل في 50 قدمًا ، أو 100000 رطل قدم للوزن. وزن الموازنة ، أو قوة الحمل ، هو 100000 رطل ، مقسومًا على 20 قدمًا ، أو 5000 رطل.
عندما تكون القوى على طرفي الرافعة متساوية ، يكون الذراع في حالة توازن. عند التوازن ، القوة الكلية هي صفر ، ولا يوجد تسارع إضافي في النظام. يمكنك ضبط مجموع القوى على رافعة متحركة أو رافعة شوكية مساوية للصفر عندما يتوقف النظام عن التسارع أو التباطؤ.
