Moment je sila koja djeluje na predmet; ta sila nastoji da objekt promijeni brzinu rotacije. Automobil se zaustavlja, oslanjajući se na okretni moment. Kočne pločice vrše silu trenja na kotačima, što stvara moment na glavnoj osovini. Ova sila ometa trenutni smjer rotacije osovine, zaustavljajući tako kretanje automobila naprijed.
Nacrtajte dijagram slobodnog tijela. Dijagram slobodnog tijela izolira jedan objekt i zamjenjuje sve vanjske objekte vektorskim ili torzijskim silama. To vam omogućuje zbrajanje sila i određivanje neto sile i momenta koji djeluju na objekt.
Pokažite sve sile koje djeluju na vozilo kad vozač počne kočiti. Postoji sila gravitacije prema dolje, a postoji i sila prema gore koju vrši cesta. Te su dvije sile jednake i suprotne, pa se međusobno poništavaju. Preostala sila je sila trenja koju vrši cesta koja djeluje vodoravno u smjeru suprotnom od kretanja vozila. Kao primjer, pretpostavimo da analizirate džip od 2000 kilograma koji je tek počeo kočiti. Vaš bi dijagram prikazivao dvije jednake i suprotne okomite sile od 19.620 Njutna, koje se zbrajaju na nulu, i neke neodređene vodoravne sile.
Odredite vodoravnu silu ceste koristeći Newtonov drugi zakon - sila na objekt jednaka je njegovoj masi pomnoženoj s ubrzanjem. Vjerojatno ili znate ili možete dobiti težinu vozila prema specifikacijama proizvođača, ali morat ćete izračunati brzinu usporavanja. Jedan od najjednostavnijih načina za to je pretpostaviti prosječnu brzinu usporavanja od trenutka prvog pritiska kočnice do točke otpuštanja. Usporavanje je tada ukupna promjena brzine podijeljena s vremenom koje je proteklo tijekom postupka kočenja. Kad bi Jeep s brzine od 20 metara u sekundi pao na 0 metara u sekundi za 5 sekundi, tako bi njegovo prosječno usporavanje bilo 4 metra u sekundi. Sila potrebna da bi se izazvalo ovo usporavanje iznosi 2.000 kg * 4 m / s / s, što je jednako 8.000 Njutna.
Izračunajte okretni moment koji sila ceste uzrokuje oko osovine. Budući da je zakretni moment jednak sili pomnoženoj s udaljenostom od točke rotacije, obrtni momenat jednak je sili ceste pomnoženoj s radijusom kotača. Sila ceste je jednaka i suprotna torzijska reakcija koju uzrokuju kočnice, pa je moment kočenja jednak po veličini i suprotan u smjeru od momenta koji vrši cesta. Ako Jeepov kotač ima radijus od 0,25 metara, obrtni moment kočenja jednak je 8000 N * 0,25 m, odnosno 2000 Newton-metara.
Reference
- "Kinematika i dinamika za strojeve"; Charles E. Wilson i J. Peter Sadler; 2003
Savjeti
- Možete se zbuniti činjenicom da postoji više kotača, a vozilo će rasporediti određenu količinu težine na svaki. Međutim, ukupni okretni moment i dalje ovisi samo o količini vodoravne sile potrebne za zaustavljanje vozila. Ako postoje i prednje i stražnje pločice kočnica i želite znati zakretni moment koji vrši svaki set, možete procijeniti da svaki set doprinosi polovici ukupnog okretnog momenta.
o autoru
Brad Painting sa sjedištem u metropolitanskom Clevelandu u državi Ohio piše o zdravlju, tehnologiji i temama zaštite okoliša. Njegovo iskustvo uključuje pisanje materijala za obuku, planova upravljanja i raznih slobodnih članaka. Slikarstvo je diplomirao mašinstvo na Sveučilištu Ohio i specijaliziralo se za dizajn zelenih zgrada.