Točivý moment je síla vyvíjená na předmět; tato síla má sklon způsobit změnu rychlosti otáčení objektu. Auto se při zastavení spoléhá na točivý moment. Brzdové destičky vyvíjejí třecí sílu na kola, což vytváří krouticí moment na hlavní nápravě. Tato síla brání aktuálnímu směru otáčení nápravy, čímž zastavuje pohyb vozu vpřed.
Nakreslete diagram volného těla. Diagram volného těla izoluje jeden objekt a nahradí všechny vnější objekty vektorovými nebo torzními silami. To vám umožní sečíst síly a určit čistou sílu a točivý moment působící na objekt.
Jakmile řidič začne brzdit, ukažte všechny síly působící na vozidlo. Existuje gravitační síla dolů a je zde také síla směrem nahoru vyvíjená silnicí. Tyto dvě síly jsou stejné a opačné, takže se navzájem ruší. Zbývající síla je třecí síla vyvíjená vozovkou, která působí vodorovně ve směru opačném k pohybu vozidla. Jako příklad předpokládejme, že analyzujete 2 000 kilogramový Jeep, který právě začal brzdit. Váš diagram by ukazoval dvě stejné a protilehlé svislé síly 19 620 Newtonů, které se sečtou až na nulu, a určitou neurčenou vodorovnou sílu.
Určete vodorovnou sílu silnice pomocí druhého Newtonova zákona - síla na objekt se rovná jeho hmotnosti krát jeho zrychlení. Pravděpodobně buď víte, nebo můžete zjistit hmotnost vozidla ze specifikací výrobce, ale budete muset vypočítat rychlost zpomalení. Jedním z nejjednodušších způsobů, jak toho dosáhnout, je předpokládat průměrnou rychlost zpomalení od okamžiku, kdy jsou brzdy poprvé aktivovány, do okamžiku uvolnění. Zpomalení je pak celková změna rychlosti dělená časem, který uplynul během procesu brzdění. Pokud by Jeep klesl z rychlosti 20 metrů za sekundu na 0 metrů za sekundu za 5 sekund, jeho průměrné zpomalení by bylo 4 metry za sekundu za sekundu. Síla potřebná k vyvolání tohoto zpomalení se rovná 2 000 kg * 4 m / s / s, což se rovná 8 000 Newtonům.
Vypočítejte točivý moment, který na silnici působí síla na silnici. Protože točivý moment se rovná síle krát jeho vzdálenost od bodu otáčení, točivý moment se rovná síle silnice krát poloměr kola. Síla vozovky je stejná a opačná torzní reakce způsobená brzdami, takže brzdný moment je stejně velký a opačný ve směru k točivému momentu vyvíjenému vozovkou. Pokud má kolo Jeepu poloměr 0,25 metru, brzdný moment se rovná 8 000 N * 0,25 m nebo 2 000 Newtonmetrů.
Reference
- „Kinematika a dynamika pro strojní zařízení“; Charles E. Wilson a J. Peter Sadler; 2003
Tipy
- Můžete být zmateni skutečností, že existuje více kol, a vozidlo rozloží určitou hmotnost na každé z nich. Celkový točivý moment však stále závisí pouze na velikosti horizontální síly potřebné k zastavení vozidla. Pokud jsou k dispozici přední i zadní brzdové destičky a chcete znát točivý moment vyvíjený každou sadou, můžete odhadnout, že každá sada přispívá polovinou celkového točivého momentu.
o autorovi
Společnost Brad Painting se sídlem v metropolitní oblasti Clevelandu ve státě Ohio píše o zdravotnických, technologických a environmentálních tématech. Mezi jeho zkušenosti patří psaní školicích materiálů, plány řízení a různé články na volné noze. Painting získal titul bakaláře ve strojírenství na Ohio University a specializuje se na design zelených budov.