Sådan beregnes drejningsmoment på en aksel

Hele fysikken beskæftiger sig med at beskrive, hvordan objekter bevæger sig, og hvordan bestemte størrelser, de besidder (fx energi, momentum) udveksles med hinanden og miljøet. Måske er den mest grundlæggende mængde, der styrer bevægelse, som er beskrevet i Newtons love.

Når du forestiller dig kræfter, forestiller du dig sandsynligvis, at objekter skubbes eller trækkes i en lige linje. Faktisk, hvor du først udsættes for begrebet kraft i et naturvidenskabeligt kursus, er dette den slags scenarie, du præsenteres for, fordi det er det enkleste.

Men de fysiske love, der styrer rotationsbevægelser, inkluderer et helt andet sæt variabler og ligninger, selvom de underliggende principper er de samme. En af disse specielle mængder erdrejningsmoment, der ofte virker til at rotere aksler i maskiner.

En kraft, enkelt sagt, er et skub eller træk. Hvis nettovirkningen af ​​alle kræfter, der virker på en genstand, ikke annulleres, vil nettokraften få objektet til at accelerere eller ændre dets hastighed.

I modsætning til måske din egen intuition såvel som de antikke grækeres ideer er kraft ikke krævet for at flytte et objekt med konstant hastighed, for acceleration defineres som ændringshastigheden for hastighed.

Hvis-en= 0, ændring iv= 0, og der kræves ingen kraft for at objektet skal bevæge sig, forudsat at ingen andre kræfter (inklusive luftmodstand eller friktion) virker på det.

I et lukket system, hvis summen af ​​alle tilstedeværende kræfter er nulogsummen af ​​alle tilstedeværende moment er også nul, systemet anses for at være iligevægt, da intet tvinger det til at ændre dets bevægelse.

Den roterende modstykke til kraft i fysik er drejningsmoment, repræsenteret af​T​​.

Drejningsmoment er en kritisk komponent i næsten alle slags tekniske applikationer, man kan forestille sig; hver maskine, der inkluderer en roterende aksel, inkluderer en momentkomponent, der tegner sig for næsten hele transportverdenen sammen med landbrugsudstyr og meget mere i den industrielle verden.

Den generelle formel for drejningsmoment er givet ved

HvorFer den kraft, der påføres en løftearms længderi en vinkelθ. Da sin 0 ° = 0 og sin 90 ° = 1, kan du se, at drejningsmomentet maksimeres, når kraften påføres vinkelret på armen. Når du tænker på enhver oplevelse med lange skruenøgler, du måtte have haft, giver det sandsynligvis intuitiv mening.

• Moment har de samme enheder som energi (Newton-måleren), men i tilfælde af drejningsmoment er dettealdrigkaldet "Joule". Og i modsætning til energi er drejningsmoment en vektormængde.

For at beregne akselmoment - for eksempel hvis du leder efter en formel til kamakselmoment - skal du først angive den slags aksel, du taler om.

Dette skyldes, at aksler, der for eksempel er udhulet og indeholder al deres masse i en cylindrisk ring, opfører sig anderledes end faste aksler med samme diameter.

Til vridning på både hule eller faste aksler kaldes en mængderen stress,repræsenteret afτ(det græske bogstav tau), kommer i spil. Også denpolært inertimoment i et område​, ​J, en mængde snarere som masse i rotationsproblemer, kommer ind i blandingen og er specifik for skaftkonfiguration.

Den generelle formel for drejningsmoment på en aksel er:

hvorrer løftearmens længde og retning. For en solid skaft,Jhar værdien på (π / 2)r​⁴.

For en udhulet skaftJi stedet er (π / 2) (r​_o⁴ – ​r​_jeg⁴), hvorr​_{o og} ​r​_o er skaftets ydre og indre radier (den faste del uden for den tomme cylinder).