Vääntömomentti on esineeseen kohdistuva voima; tämä voima pyrkii saamaan kohteen muuttamaan pyörimisnopeuttaan. Auto luottaa vääntömomenttiin pysähtyäkseen. Jarrupalat käyttävät pyöriin kitkavoimaa, joka luo vääntömomentin pääakselille. Tämä voima estää akselin nykyisen pyörimissuunnan ja pysäyttää siten auton eteenpäin suuntautuvan liikkeen.
Piirrä vapaan rungon kaavio. Vapaarunkokaavio eristää yhden kohteen ja korvaa kaikki ulkoiset objektit vektori- tai vääntövoimilla. Tämän avulla voit laskea yhteen voimat ja määrittää esineeseen vaikuttavan nettovoiman ja vääntömomentin.
Näytä kaikki ajoneuvoon vaikuttavat voimat, kun kuljettaja alkaa jarruttaa. Siellä on alaspäin suuntautuva painovoima ja tien aiheuttama ylöspäin suuntautuva voima. Nämä kaksi voimaa ovat yhtä suuret ja vastakkaiset, joten ne kumoavat toisensa. Jäljellä oleva voima on tien aiheuttama kitkavoima, joka vaikuttaa vaakasuoraan ajoneuvon liikettä vastakkaiseen suuntaan. Oletetaan esimerkiksi, että analysoit 2000 kg painavaa Jeepiä, joka on juuri alkanut jarruttaa. Kaavio näyttää kaksi yhtä suurta ja vastakkaista pystysuoraa voimaa, jotka ovat 19 620 Newtonia, jotka summaavat nollan, ja joitain määrittelemätöntä vaakavoimaa.
Määritä tien vaakasuuntainen voima Newtonin toisen lain avulla - esineeseen kohdistuva voima on yhtä suuri kuin sen massa kertaa kiihtyvyys. Oletettavasti joko tiedät tai voit hankkia ajoneuvon painon valmistajan teknisistä tiedoista, mutta sinun on laskettava hidastuvuus. Yksi yksinkertaisimmista tavoista tehdä tämä on olettaa keskimääräinen hidastuvuusnopeus jarrutuksen ensimmäisestä käyttökerrasta vapautuspisteeseen. Hidastus on tällöin nopeuden kokonaismuutos jaettuna jarrutusprosessin aikana kuluneella ajalla. Jos Jeep menisi nopeudesta 20 metriä sekunnissa 0 metriin sekunnissa 5 sekunnissa, niin sen keskimääräinen hidastuvuus olisi 4 metriä sekunnissa sekunnissa. Tämän hidastuksen aikaansaamiseksi vaadittava voima on 2000 kg * 4 m / s / s, mikä on 8000 newtonia.
Laske momentti, jonka tien voima aiheuttaa akselin ympäri. Koska vääntömomentti on yhtä suuri kuin voima ja sen etäisyys kiertopisteestä, vääntömomentti on yhtä suuri kuin tien voima kerralla pyörän säde. Tien voima on yhtä suuri ja vastakkainen vääntöreaktio, jonka jarrut aiheuttavat, joten jarrutusmomentti on suuruudeltaan sama ja suuntaan päinvastainen kuin tien käyttämä vääntömomentti. Jos Jeepin pyörän säde on 0,25 metriä, jarrutusmomentti on 8000 N * 0,25 m tai 2000 Newton-metriä.
Viitteet
- "Koneiden kinematiikka ja dynamiikka"; Charles E. Wilson ja J. Peter Sadler; 2003
Vinkkejä
- Saatat hämmentyä siitä, että on olemassa useita pyöriä, ja ajoneuvo jakaa tietyn määrän painoa jokaiselle. Kokonaismomentti riippuu kuitenkin edelleen vain ajoneuvon pysäyttämiseen tarvittavan vaakasuoran voiman määrästä. Jos edessä ja takana on jarrupaloja ja haluat tietää kunkin sarjan vääntömomentin, voit arvioida, että jokainen sarja antaa puolet kokonaismomentista.
kirjailijasta
Clevelandin pääkaupunkiseudulla Ohiossa sijaitseva Brad Painting kirjoittaa terveys-, teknologia- ja ympäristöaiheista. Hänen kokemuksensa on kirjoittanut koulutusmateriaaleja, hallintosuunnitelmia ja erilaisia freelance-artikkeleita. Maalaus sai koneenrakennuksen kandidaatin tutkinnon Ohion yliopistosta ja on erikoistunut vihreiden rakennusten suunnitteluun.