Kad god okrenete kvaku na vratima, primijenite silu kao da je kvaka poluga. Ova rotacijska sila, poznata kao moment, omogućuje vam pomicanje utega s jednom težinom koja uravnotežuje drugu na oba kraja poluge. Ovu metodu uravnoteženja i protuteže možete pronaći u mnogim primjenama, od građevinskih dizalica do potisnih vrata otvorite i pomoću jednadžbe zakretnog momenta možete odrediti silu utega i udaljenost duž poluge potrebno.
Jednadžba zakretnog momenta
Svaka se poluga, sa svojim utezima za uravnoteženje i protutežu različitih sila, oslanja na uporište, točku na kojoj se krakovi poluge susreću. Uporište treba ležati između obje težine na oba kraja poluge tako da može doći do rotacijske sile.
Ove poluge omogućuju vam da na oba kraja nanesete ponder tako da se utezi uravnotežuju. Moment, koji se naziva i trenutak ili trenutak sile, omogućuje vam usporedbu udaljenosti i sile između dvije težine ručice.
Formula uravnoteženja težine Fulcrum
Umnožak sile utega i udaljenosti na kojoj se nalazi na kraku poluge jednak je umnošku utega s druge strane. Matematički formula ujednačenja težine iznosi
F_e \ puta d_e = F_k \ puta d_l
za silu naporaFe, njegova udaljenost do uporištade, sila opterećenjaFdi njegova udaljenost do uporištadl.
Sila opterećenja i sila napora opisuju utege s obje strane ručice i oni se uravnotežuju. To znači da u ovim primjenama možete koristiti sile opterećenja i napora kao utege i protuteže.
Ako znate kut "theta"θizmeđu ručice kraka i smjera sile na teg, možete ga uključiti u kalkulator ravnoteže uporišta da biste zapisivali moment kao moment "tau"
\ tau = F \ puta r \ sin {\ theta}
Ovaj kut osigurava primjenu sile u odgovarajućem smjeru uz polužne poluge.
Kalkulator ravnoteže težine Fulcrum
Jedinice za silu i udaljenost trebaju se podudarati za obje strane jednadžbe. Ako koristite kilograme za mjerenje težine sile, ne zaboravite je pretvoriti u njutne da biste dobili stvarnu silu. Možete koristiti pretvorbu koja je 0,454 kilograma jednaka 1 kilogramu ili da je 4,45 njutna jednako 1 kilogramu.
Svakako izmjerite udaljenost od predmeta na ruci poluge do uporišta. Ovaj kalkulator udaljenosti omogućuje vam usporedbu težina koje bi dizalica ili viličar koristio za dizanje teških utega.
Izračun protuteže pokretne dizalice
Zamislite da pokretna dizalica podiže čelični nosač težak jednu tonu ili 2.000 kilograma na 50 stopa s protutežom smještenom 20 metara na drugoj strani uporišnog mjesta. Sile se primjenjuju pod kutom od 90 ° na svaki krak poluge dizalice. Izračunajte težinu protuutega koju bi pokretna dizalica mogla koristiti na ovoj udaljenosti.
Budući da se sile primjenjuju pod kutom od 90 °, grijehθkomponenta bi bila jednaka grijehu(90 °) ili 1. Koristeći jednadžbu,Fe × de = Fl × dl,okretni moment za uteg ili silu napora tada iznosi 2.000 funti puta 50 stopa ili 100.000 funti-stopa za težinu. Tada je protuteža ili sila opterećenja 100 000 funti-stopa podijeljena s 20 stopa ili 5000 funti.
Kad su sile na oba kraja poluge jednake, poluga je u ravnoteži. U ravnoteži je neto sila nula i u sustavu nema dodatnog ubrzanja. Možete postaviti zbroj sila na pokretnoj dizalici ili viličaru jednak nuli kada sustav više ne ubrzava niti usporava.