Predenje diska na osovini često se prevodi u linearno gibanje. Najočitiji je primjer automobilski kotač, ali kretanje prema naprijed može biti važno i kod dizajniranja sustava zupčanika i remena. Prijelaz s rotacije na linearnu brzinu jednostavan je; sve što trebate znati je radijus (ili promjer) vrtećeg diska. Ako želite linearnu brzinu u stopama u minuti, važno je zapamtiti da trebate izmjeriti polumjer u stopama.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Za disk koji se vrti nano / min, brzina naprijed priključene osovine jen × 2πrako je polumjer diskar.
Osnovni izračun
Odredi točkuStrna opsegu vrtećeg diska.Strjednom kontaktira površinu sa svakim okretajem i sa svakim okretajem pređe udaljenost jednaku opsegu kruga. Ako je sila trenja dovoljna, osovina pričvršćena na disk pomiče se naprijed za istu udaljenost pri svakom okretanju. Disk s radijusomrima opseg 2πr, pa svaka rotacija pomiče osovinu naprijed za tu udaljenost. Ako se disk zavrti n puta u minuti, osovina se pomiče na daljinun× 2πr svake minute, što je njegova brzina prema naprijed (s).
s = n × 2πr
Uobičajenije je mjerenje promjera (d) diska, poput kotača automobila, od radijusa. Odr = d÷ 2, brzina automobila prema naprijed postajenπd, gdje je n brzina vrtnje gume.
s = n × πd
Primjer
Automobil s gumama od 27 inča putuje 60 milja na sat. Koliko se brzo vrte njegovi kotačići?
Pretvorite brzinu automobila iz milja na sat u stope u minuti: 60 mph = 1 milju u minuti, što je pak 5.280 ft / min. Promjer gume automobila je 1,125 stopa. Akos = n × πd, podijelite obje strane jednadžbe s πd:
n = \ frac {s} {πd} \\ \, \\ = \ frac {5280 \ text {ft / min}} {3,14 × 1,125 \ text {ft}} \\ \, \\ = 1,495 \ text { o / min}
Trenje je faktor
Kad se disk u dodiru s površinom okreće, osovina oko koje se disk vrti pomiče se prema naprijed samo ako je sila trenja između diska i površine dovoljno velika da spriječi klizanje. Sila trenja ovisi o koeficijentu trenja između dviju dodirnih površina i o sili koja djeluje prema dolje zbog težine diska i težine koja se primjenjuje na osovinu. Oni stvaraju okomitu silaznu silu na mjestu dodira koja se naziva normalna sila, a ta sila postaje manja kad je površina nagnuta. Gume automobila mogu početi kliziti kad se automobil popne na brdo, a mogu i skliznuti na ledu, jer je koeficijent trenja leda manji od asfalta.
Proklizavanje utječe na kretanje prema naprijed. Prilikom prevođenja brzine vrtnje u linearnu brzinu klizanje možete nadoknaditi množenjem s odgovarajućim faktorom izvedenim iz koeficijenta trenja i kuta nagiba.