A nyomaték egy tárgyra kifejtett erő; ez az erő hajlamos arra, hogy az objektum megváltoztassa a forgási sebességét. Egy autó a nyomatékra támaszkodva áll meg. A fékbetétek súrlódási erőt gyakorolnak a kerekekre, ami forgatónyomatékot hoz létre a fő tengelyen. Ez az erő akadályozza a tengely aktuális forgásirányát, így megállítja az autó előre haladását.
Rajzoljon szabad test diagramot. A szabad test diagram egy objektumot izolál, és az összes külső objektumot vektor vagy torziós erőkkel helyettesíti. Ez lehetővé teszi az erők összegzését és az objektumra ható nettó erő és nyomaték meghatározását.
Mutassa meg a járműre ható összes erőt, amikor a vezető fékezni kezd. Van lefelé irányuló gravitációs erő, és van még az út által kifejtett felfelé irányuló erő is. Ez a két erő egyenlő és ellentétes, ezért kioltják egymást. A fennmaradó erő az út által kifejtett súrlódási erő, amely vízszintesen hat a jármű mozgásával ellentétes irányban. Példaként tegyük fel, hogy egy 2000 kilogrammos Jeep-et elemez, amely éppen megkezdte a fékezést. A diagram két egyenlő és egymással ellentétes függőleges erőt mutat 19 620 Newton-nal, amelyek összege nulla, és néhány meghatározatlan vízszintes erőt.
Határozza meg az út vízszintes erejét Newton második törvényének felhasználásával - az objektumra ható erő megegyezik a tömeg és a gyorsulás szorzatával. Feltehetően vagy tudja, vagy meg tudja szerezni a jármű tömegét a gyártó specifikációiból, de ki kell számolnia a lassulás sebességét. Ennek egyik legegyszerűbb módja az, hogy feltételezzük az átlagos lassulás sebességét a fékek első bekapcsolásától a kioldásig. A lassulás ekkor a teljes sebességváltozás elosztva a fékezés során eltelt idővel. Ha a Jeep 20 méter / s sebességről 5 másodperc alatt 0 méter / mp sebességre haladna, akkor átlagos lassulása másodpercenként 4 méter lenne. A lassulás kiváltásához szükséges erő 2000 kg * 4 m / s / s, ami 8000 newton.
Számítsa ki azt a nyomatékot, amelyet az út ereje okoz a tengely körül. Mivel a forgatónyomaték megegyezik az erő és a forgási ponttól mért távolság szorzatával, a nyomaték megegyezik az út erejével és a kerék sugarával. Az út ereje a fékek által okozott egyenlő és ellentétes torziós reakció, ezért a fékező nyomaték nagyságrendileg egyenlő és ellentétes az út által kifejtett nyomatékkal. Ha a Jeep kerekének sugara 0,25 méter, a fékezési nyomaték 8000 N * 0,25 m, vagy 2000 Newton méter.
Hivatkozások
- "Kinematika és dinamika a gépek számára"; E. Károly Wilson és J. Sadler Péter; 2003
Tippek
- Összetévesztheti azzal a ténnyel, hogy több kerék van, és a jármű egy bizonyos súlyt fog elosztani mindegyiken. A teljes nyomaték azonban továbbra is csak a jármű leállításához szükséges vízszintes erő nagyságától függ. Ha mind az első, mind a hátsó fékbetét van, és szeretné tudni, hogy az egyes készletek milyen nyomatékkal járnak, megbecsülheti, hogy mindegyik készlet hozzájárul a teljes nyomaték feléhez.
A szerzőről
Az ohiói Cleveland fővárosi székhelyű Brad Painting egészségügyi, technológiai és környezetvédelmi témákról ír. Tapasztalatai közé tartozik képzési anyagok, menedzsmenttervek és különféle szabadúszó cikkek írása. A festészet az ohiói egyetemen szerzett gépészmérnöki diplomát, és zöld épületek tervezésére specializálódott.