Koko fysiikan tehtävänä on kuvata, kuinka esineet liikkuvat ja kuinka tiettyjä niillä olevia määriä (esim. Energia, liikemäärä) vaihdetaan keskenään ja ympäristöön. Ehkä kaikkein perustavanlaatuisin liike hallitseva määrä on voima, jota kuvaavat Newtonin lait.
Kun kuvittelette voimia, luultavasti kuvittelet esineiden työntämisen tai vetämisen suorassa linjassa. Itse asiassa, missä olet ensin altistunut voiman käsitteelle fysiikan kurssilla, tämä on sellainen skenaario, jonka sinulle esitetään, koska se on yksinkertaisin.
Pyörimisliikettä säätelevät fyysiset lait sisältävät kuitenkin aivan erilaiset muuttujat ja yhtälöt, vaikka taustalla olevat periaatteet olisivatkin samat. Yksi näistä erityisistä määristä onvääntömomentti, joka usein pyörittää koneiden akseleita.
Mikä on Force?
Voima on yksinkertaisesti sanottuna työntö tai vetäminen. Jos kaikkien esineeseen vaikuttavien voimien nettovaikutusta ei poisteta, se nettovoima saa kohteen kiihtymään tai muuttamaan sen nopeutta.
Ehkä päinvastoin kuin oma intuitiosi ja muinaisten kreikkalaisten ajatukset, voima ei ole vaaditaan kohteen siirtämiseen vakionopeudella kiihtyvyyttä varten määritetään muutoksen nopeudeksi nopeus.
Josa= 0, muutosv= 0 eikä voimaa tarvita kohteen liikkumiseen, mikäli muut voimat (mukaan lukien ilmanvastus tai kitka) eivät vaikuta siihen.
Suljetussa järjestelmässä, jos kaikkien läsnä olevien voimien summa on nollajaKaikkien läsnä olevien momenttien summa on myös nolla, järjestelmän katsotaan olevantasapaino, koska mikään ei pakota sitä muuttamaan liikettään.
Vääntömomentti selitetty
Fysiikan voiman kiertovastine on vääntömomentti, jota edustaaT.
Vääntömomentti on kriittinen komponentti käytännöllisesti katsoen kaikenlaisissa tekniikan sovelluksissa. jokainen kone, joka sisältää pyörivän akselin, sisältää vääntömomenttikomponentin, joka kattaa melkein koko kuljetusmaailman sekä maatalouskoneet ja paljon muuta teollisuusmaailmassa.
Vääntömomentin yleinen kaava saadaan
T = F × r × \ sin θ
MissäFon pituiseen vipuvarteen kohdistettu voimarkulmassaθ. Koska sin 0 ° = 0 ja sin 90 ° = 1, voit nähdä, että vääntömomentti maksimoidaan, kun voima kohdistetaan kohtisuoraan vivuun. Kun ajattelet kokemuksiasi pitkistä jakoavaimista, sinulla on todennäköisesti intuitiivinen merkitys.
- Vääntömomentilla on samat yksiköt kuin energialla (Newton-metri), mutta vääntömomentin tapauksessa tämä onei koskaankutsutaan "Jouleiksi". Ja toisin kuin energia, vääntömomentti on vektorimäärä.
Akselin vääntömomentti
Akselin vääntömomentin laskemiseksi - esimerkiksi jos etsit nokka-akselin vääntömomenttiä - sinun on ensin määritettävä millainen akseli puhut.
Tämä johtuu siitä, että esimerkiksi akselit, jotka ontto onttoiksi ja sisältävät kaiken massansa sylinterimäisessä renkaassa, käyttäytyvät eri tavalla kuin kiinteät akselit, joiden halkaisija on sama.
Sekä onttojen että kiinteiden akseleiden vääntöä varten kutsutaan määrääleikkausjännitys,edustajaτ(kreikkalainen kirjain tau), tulee esiin. Myösalueen polaarinen hitausmomentti, J, määrä, joka on pikemminkin kuin massa pyörimisongelmissa, tulee seokseen ja on erityinen akselin kokoonpanolle.
Akselin vääntömomentin yleinen kaava on:
T = τ × \ frac {J} {r}
missäron vipuvarren pituus ja suunta. Kiinteälle akselilleJon arvo (π / 2)r4.
Onteloitua akselia vartenJsen sijaan on (π / 2) (ro4 – ri4), missäro ja ro ovat akselin ulompi ja sisempi säde (kiinteä osa tyhjän sylinterin ulkopuolella).