Ketta pöörlemine võllil tähendab sageli lineaarset liikumist. Kõige ilmsem näide on autoratas, kuid edasiliikumine võib olla oluline ka hammasrataste ja rihmasüsteemide kujundamisel. Teisendamine pöörlemisest lineaarsele kiirusele on lihtne; kõik, mida peate teadma, on pöörleva ketta raadius (või läbimõõt). Kui soovite lineaarset kiirust jalgadena minutis, on oluline meeles pidada, et peate raadiust mõõtma jalgades.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Kell ketas pöörlebnp / min, on kinnitatud võlli edasiliikumise kiirusn × 2πrkui ketta raadius onr.
Põhiarvutus
Määrake punktPpöörleva ketta ümbermõõdul.Ppuutub iga pöörlemisega pinnaga üks kord kokku ja iga pöörlemisega läbib ta ringi ümbermõõduga võrdse vahemaa. Kui hõõrdejõud on piisav, liigub ketta külge kinnitatud võll iga pöörlemisega sama kaugusega edasi. Raadiusega ketasron ümbermõõduga 2πr, nii et iga pöörlemine liigutab võlli selle vahemaa võrra edasi. Kui ketas pöörleb n korda minutis, liigub võll kauguselen× 2πr iga minut, mis on selle edasiliikumise kiirus (s).
s = n × 2πr
Tavalisem on läbimõõdu mõõtmine (d(näiteks autoratas) kui raadius. Kunar = d÷ 2, muutub auto edasiliikumise kiirusnπd, kus n on rehvi pöörlemiskiirus.
s = n × πd
Näide
27-tolliste rehvidega auto sõidab 60 miili tunnis. Kui kiiresti selle rattad pöörlevad?
Teisendage auto kiirus miilidest tunnis jalgadeni minutis: 60 mph = 1 miil minutis, mis omakorda on 5280 jalga / min. Auto rehvi läbimõõt on 1,125 jalga. Kuis = n × πd, jagage võrrandi mõlemad pooled π-gad:
n = \ frac {s} {πd} \\ \, \\ = \ frac {5280 \ text {ft / min}} {3,14 × 1,125 \ text {ft}} \\ \, \\ = 1495 \ text { p / min}
Hõõrdumine on tegur
Pinnaga kokkupuutuva ketta pöörlemisel liigub võll, mille ümber ketas pöörleb, edasi ainult siis, kui hõõrdejõud ketta ja pinna vahel on libisemise vältimiseks piisavalt suur. Hõõrdejõud sõltub hõõrdekoefitsiendist kahe kokkupuutuva pinna vahel ning ketta raskuse ja võllile rakendatava raskuse poolt allapoole suunatud jõust. Need loovad kokkupuutepunktis risti allapoole suunatud jõu, mida nimetatakse normaalseks jõuks, ja see jõud muutub väiksemaks, kui pind on kaldus. Auto rehvid võivad libisema hakata, kui auto ronib mäest üles, ja need võivad libiseda ka jääl, sest jää hõõrdetegur on väiksem kui asfaldil.
Libisemine mõjutab edasiliikumist. Pöörlemiskiiruse teisendamisel lineaarseks kiiruseks saate libisemist kompenseerida, korrutades selle hõõrdetegurist ja kaldenurgast tuletatud sobiva teguriga.