トルクは、オブジェクトにかかる力です。 この力により、オブジェクトの回転速度が変化する傾向があります。 車はトルクに依存して停止します。 ブレーキパッドはホイールに摩擦力を及ぼし、メインアクスルにトルクを発生させます。 この力は車軸の現在の回転方向を妨げ、車の前進を止めます。
自由体図を描きます。 自由体図は、1つのオブジェクトを分離し、すべての外部オブジェクトをベクトル力またはねじり力に置き換えます。 これにより、力を合計し、オブジェクトに作用する正味の力とトルクを決定できます。
ドライバーがブレーキをかけ始めたときに車両に作用するすべての力を表示します。 下向きの重力があり、道路によって加えられる上向きの力もあります。 これらの2つの力は等しく反対であるため、互いに打ち消し合います。 残りの力は、道路によって加えられる摩擦力であり、車両の動きと反対の方向に水平に作用します。 例として、ブレーキをかけ始めたばかりの2,000キログラムのジープを分析しているとします。 あなたの図は、合計がゼロになる19,620ニュートンの2つの等しく反対の垂直力と、いくつかの未決定の水平力を示しています。
ニュートンの第2法則を使用して、道路の水平力を決定します。オブジェクトにかかる力は、その質量に加速度を掛けたものに等しくなります。 おそらく、メーカーの仕様から車両の重量を知っているか、取得できますが、減速率を計算する必要があります。 これを行う最も簡単な方法の1つは、ブレーキが最初にかけられてから解放されるまでの平均減速率を想定することです。 減速は、速度の変化の合計をブレーキングプロセス中に経過した時間で割ったものです。 ジープが毎秒20メートルの速度から5秒で毎秒0メートルに下がった場合、その平均減速度は毎秒4メートルになります。 この減速を引き起こすのに必要な力は、2,000 kg * 4 m / s / sに等しく、これは8,000ニュートンに相当します。
道路の力が車軸に及ぼすトルクを計算します。 トルクは力に回転点からの距離を掛けたものに等しいため、トルクは道路の力に車輪の半径を掛けたものに等しくなります。 道路の力は、ブレーキによって引き起こされる等しく反対のねじれ反作用であるため、ブレーキトルクは、道路によって加えられるトルクと大きさが等しく、方向が反対です。 ジープのホイールの半径が0.25メートルの場合、ブレーキトルクは8,000 N * 0.25 m、つまり2,000ニュートンメートルになります。
参考文献
- "機械の運動学と動力学"; チャールズE。 ウィルソンとJ。 ピーターサドラー; 2003
チップ
- 複数の車輪があり、車両がそれぞれに一定量の重量を分散させるという事実に混乱する可能性があります。 ただし、総トルクは、車両を停止するために必要な水平方向の力の量にのみ依存します。 フロントブレーキパッドとリアブレーキパッドの両方があり、各セットによって加えられるトルクを知りたい場合は、各セットが合計トルクの半分を占めると見積もることができます。
著者について
オハイオ州クリーブランドの大都市圏に拠点を置くブラッドペインティングは、健康、テクノロジー、環境に関するテーマについて書いています。 彼の経験には、トレーニング資料、管理計画、さまざまなフリーランスの記事の執筆が含まれます。 絵画は、オハイオ大学で機械工学の理学士号を取得し、グリーンビルディングの設計を専門としています。