Moment er en kraft, der udøves på et objekt; denne kraft har tendens til at få objektet til at ændre sin omdrejningshastighed. En bil er afhængig af drejningsmoment for at stoppe. Bremseklodser udøver en friktionskraft på hjulene, hvilket skaber et moment på hovedakslen. Denne kraft hindrer akselens aktuelle rotationsretning og stopper dermed bilens fremadgående bevægelse.
Tegn et frit kropsdiagram. Et fritlegemsdiagram isolerer et objekt og erstatter alle eksterne objekter med vektor- eller vridningskræfter. Dette giver dig mulighed for at summere kræfter og bestemme nettokraften og drejningsmomentet, der virker på et objekt.
Vis alle kræfter, der virker på køretøjet, når føreren begynder at bremse. Der er tyngdekraften nedad, og der er også den opadgående kraft, der udøves af vejen. Disse to kræfter er lige og modsatte, så de annullerer hinanden. Den resterende kraft er den friktionskraft, der udøves af vejen, som virker vandret i den modsatte retning af køretøjets bevægelse. Antag som eksempel, at du analyserer en Jeep på 2.000 kg, der lige er begyndt at bremse. Dit diagram viser to lige og modsatte lodrette kræfter på 19.620 Newton, som summerer til nul, og nogle ubestemt vandrette kræfter.
Bestem vejens vandrette kraft ved hjælp af Newtons anden lov - kraften på et objekt er lig med dets masse gange dets acceleration. Du kender sandsynligvis enten eller kan få køretøjets vægt ud fra producentens specifikationer, men du bliver nødt til at beregne decelerationshastigheden. En af de enkleste måder at gøre dette på er at antage en gennemsnitlig decelerationshastighed fra det tidspunkt, hvor bremserne først sættes på, til frigørelsesstedet. Retardationen er derefter den samlede hastighedsændring divideret med den tid, der forløb under bremseprocessen. Hvis jeepen gik fra en hastighed på 20 meter pr. Sekund ned til 0 meter pr. Sekund på 5 sekunder, ville dens gennemsnitlige deceleration være 4 meter pr. Sekund pr. Sekund. Den krævede kraft til at forårsage denne deceleration er lig med 2.000 kg * 4 m / s / s, hvilket svarer til 8.000 Newton.
Beregn det drejningsmoment, som vejkraften forårsager omkring akslen. Da drejningsmoment er lig med kraft gange sin afstand fra omdrejningspunktet, er momentet lig med kraften på vejen gange hjulets radius. Vejens kraft er den lige og modsatte vridningsreaktion forårsaget af bremserne, så bremsemomentet er lige stort og modsat i retning af det moment, vejen udøver. Hvis jeeps hjul har en radius på 0,25 meter, er bremsemomentet lig med 8.000 N * 0,25 m eller 2.000 Newton-meter.
Referencer
- "Kinematik og dynamik til maskiner"; Charles E. Wilson og J. Peter Sadler; 2003
Tips
- Du kan blive forvirret med det faktum, at der er flere hjul, og køretøjet fordeler en vis vægt over hver enkelt. Det samlede drejningsmoment afhænger dog stadig kun af den nødvendige vandrette kraft for at stoppe køretøjet. Hvis der er både forreste og bageste bremseklodser, og du vil vide det drejningsmoment, der udøves af hvert sæt, kan du estimere, at hvert sæt bidrager med halvdelen af det samlede drejningsmoment.
Om forfatteren
Brad Painting er baseret i storbyområdet Cleveland, Ohio og skriver om emner inden for sundhed, teknologi og miljø. Hans erfaring inkluderer skrivning af træningsmateriale, ledelsesplaner og forskellige freelance-artikler. Maleri modtog en Bachelor of Science i maskinteknik fra Ohio University og har specialiseret sig i design af grønne bygninger.