Въртящият момент е сила, упражнявана върху предмет; тази сила има тенденция да кара обекта да променя скоростта си на въртене. Колата разчита на въртящия момент, за да спре. Спирачните накладки упражняват сила на триене върху колелата, което създава въртящ момент на главната ос. Тази сила възпрепятства текущата посока на въртене на оста, като по този начин спира движението на автомобила напред.
Начертайте диаграма на свободното тяло. Диаграмата на свободното тяло изолира един обект и заменя всички външни обекти с векторни или торсионни сили. Това ви позволява да сумирате силите и да определите нетната сила и въртящ момент, действащи върху даден обект.
Покажете всички сили, действащи върху превозното средство, когато водачът започне да спира. Има силата на гравитация надолу, а има и силата нагоре, упражнявана от пътя. Тези две сили са равни и противоположни, така че те се отменят взаимно. Останалата сила е силата на триене, упражнявана от пътя, която действа хоризонтално в посока, обратна на движението на превозното средство. Като пример, да предположим, че анализирате 2000-килограмов джип, който току-що е започнал да спира. Вашата диаграма ще покаже две равни и противоположни вертикални сили от 19 620 нютона, които се сумират до нула, и някаква неопределена хоризонтална сила.
Определете хоризонталната сила на пътя, като използвате втория закон на Нютон - силата върху даден обект е равна на масата му по умножението. Предполагате или знаете или можете да получите теглото на превозното средство от спецификациите на производителя, но ще трябва да изчислите скоростта на забавяне. Един от най-простите начини да направите това е да приемете средна скорост на забавяне от момента на задействане на спирачките до точката на освобождаване. Тогава забавянето е общата промяна в скоростта, разделена на времето, изминало по време на процеса на спиране. Ако Jeep премина от скорост от 20 метра в секунда до 0 метра в секунда за 5 секунди, така че средното му забавяне ще бъде 4 метра в секунда в секунда. Силата, необходима за предизвикване на това забавяне, е равна на 2000 kg * 4 m / s / s, което е равно на 8 000 нютона.
Изчислете въртящия момент, който силата на пътя причинява около оста. Тъй като въртящият момент е равен на сила, умножена по разстоянието му от точката на въртене, въртящият момент е равен на силата на пътя, умножена по радиуса на колелото. Силата на пътя е еднаква и противоположна усукваща реакция, причинена от спирачките, така че спирачният момент е равен по големина и противоположен по посока на въртящия момент, упражняван от пътя. Ако колелото на джипа има радиус от 0,25 метра, спирачният момент е равен на 8 000 N * 0,25 м, или 2 000 нютонметра.
Препратки
- "Кинематика и динамика за машините"; Чарлз Е. Уилсън и Дж. Питър Садлър; 2003
Съвети
- Може да се объркате с факта, че има множество колела и превозното средство ще разпредели определено количество тегло върху всяко от тях. Общият въртящ момент обаче все още зависи само от количеството хоризонтална сила, необходима за спиране на превозното средство. Ако има както предни, така и задни спирачни накладки и искате да знаете въртящия момент, упражняван от всеки комплект, можете да прецените, че всеки комплект допринася половината от общия въртящ момент.
за автора
Базиран в столичния град Кливланд, Охайо, Брад Пейнтинг пише за здравни, технологични и екологични теми. Опитът му включва писане на учебни материали, планове за управление и различни статии на свободна практика. Живопис получава бакалавърска степен по машиностроене от университета в Охайо и е специализирана в проектирането на зелени сгради.