Alati, kui keerate ukse käepidet, rakendate jõudu, nagu oleks käepide kang. See pöördemoment, mida nimetatakse pöördemomendiks, võimaldab teil raskusi liigutada nii, et üks kaal tasakaalustaks kangi mõlemas otsas teist. Seda tasakaalustamis- ja tasakaalustamismeetodit leiate paljudes rakendustes alates ehituskraanadest kuni uste lükkamiseni avatud ja pöördemomendi võrrandi abil saate määrata kaalu jõu ja kauguse kangi mööda vaja.
Pöördemomendi võrrand
Iga kang koos oma raskustega erinevate jõudude tasakaalustamiseks ja tasakaalustamiseks tugineb tugipunktile - kohale, kus kangi käed kokku saavad. Punkt peaks asuma mõlema raskuse vahel kangi mõlemas otsas, nii et pöörlemisjõud võib tekkida.
Need kangid võimaldavad teil mõlemale otsale raskust rakendada nii, et kaalud vastastikku tasakaalustaksid. Pöördemoment, mida nimetatakse ka jõu hetkeks või hetkeks, võimaldab teil võrrelda kangi kahe raskuse vahelist kaugust ja jõudu.
Fulcrumi kaalu tasakaalu valem
Kaalu jõu ja kauguse, mille abil see hoova õlavarrel asub, korrutis võrdub teisel küljel asuva raskusega. Matemaatiliselt on tugipunkti kaalu tasakaalu valem
F_e \ korda d_e = F_k \ korda d_l
pingutusjõu eestFe, selle kaugus tugipunktistde, koormusjõudFdja selle kaugus tugipunktistdl.
Koormusjõud ja pingutusjõud kirjeldavad kangi mõlemal küljel olevaid raskusi ja need tasakaalustavad üksteist. See tähendab, et saate nendes rakendustes kasutada koormus- ja pingutusjõude kaalude ja vastukaaludena.
Kui teate nurka "teeta"θõlavarre kangi ja raskusele mõjuva jõu suuna vahel saate selle lisada tugipunkti kaalu tasakaalu kalkulaatorisse, et kirjutada pöördemoment pöördemomendiks "tau"
\ tau = F \ korda r \ sin {\ theta}
See nurk tagab, et jõudu rakendatakse hoobade kõrval õiges suunas.
Fulcrumi kaalu tasakaalu kalkulaator
Jõu ja kauguse ühikud peaksid vastama võrrandi mõlemale poolele. Kui kasutate jõu massi mõõtmiseks naela, pidage tegeliku jõu saamiseks teisendama see njuutoniteks. Võite kasutada teisendust, et 0,454 kilogrammi võrdub 1 nael või 4,45 njuutonit 1 nael.
Mõõtke kindlasti kaugust kangi käsivarrel olevast objektist tugipunktini. See tugipunkti kauguse kalkulaator võimaldab teil võrrelda raskusi, mida kraana või tõstuk kasutaks raskete raskuste tõstmiseks.
Autokraana vastukaalu arvutamine
Kujutage ette, et autokraana tõstis terastala, mis kaalus ühe tonni ehk 2000 naela, 50 jalga vastukaaluga, mis asus 20 jalga tugipunkti teisel küljel. Jõud rakendatakse kraana kangi mõlemale õlale 90 ° nurga all. Arvutage vastukaalu kaal, mida autokraana saaks sellel kaugusel kasutada.
Kuna jõud rakendatakse 90 ° nurga all, on pattθkomponent võrduks patuga(90 °) või 1. Kasutades võrrandit,Fe × de = Fl × dl,kaalu pöördemoment ehk pingutusjõud on siis 2000 naela korda 50 jalga või 100 000 naela jala kaal. Vastukaaluks ehk koormusjõuks jagatakse siis 100 000 naela-jalga 20 jalaga ehk 5000 naelaga.
Kui kangi mõlema otsa jõud on võrdsed, on kang tasakaalus. Tasakaalus on netojõud null ja süsteemis pole täiendavat kiirendust. Kui süsteem ei kiirene ega aeglusta, saate seada autokraana või tõstuki jõudude summa võrdseks nulliga.
