ドアハンドルを回すたびに、ハンドルがレバーであるかのように力を加えます。 トルクと呼ばれるこの回転力により、レバーの両端で一方のウェイトがもう一方のウェイトのバランスを取りながらウェイトを移動できます。 このバランス調整とカウンターバランス調整の方法は、建設用クレーンからドアを押すまでの多くのアプリケーションで見つけることができます。 開いて、トルクの方程式を使用して、重りの力とレバーに沿った距離を決定できます 必要です。
トルク方程式
すべてのレバーは、さまざまな力のバランスを取り、バランスをとるための重みを備えており、レバーのアームが交わる点である支点に依存しています。 支点は、回転力が発生するように、レバーの両端の両方の重りの間にある必要があります。
これらのレバーを使用すると、両端にウェイトを適用して、ウェイトが互いに釣り合うようにすることができます。 トルクは、モーメントまたは力のモーメントとも呼ばれ、レバーの2つの重りの間の距離と力を比較できます。
支点重量バランス式
おもりの力とレバーのアームにかかる距離の積は、反対側のおもりの力と等しくなります。 数学的には、支点の重量バランスの式は次のとおりです。
F_e \ times d_e = F_k \ times d_l
努力力のためにFe、支点までの距離de、負荷力Fd支点までの距離dl.
負荷力と力は、レバーの両側の重量を表し、互いに釣り合いを取ります。 これは、これらのアプリケーションで、荷重と力をウェイトおよびカウンターバランスウェイトとして使用できることを意味します。
角度「シータ」を知っているならθアームのレバーとおもりにかかる力の方向の間で、それを支点重量バランス計算機に含めて、トルクをトルク「タウ」と書くことができます。
\ tau = F \ times r \ sin {\ theta}
この角度により、力がレバーアームに沿って適切な方向に加えられるようになります。
支点重量バランス計算機
力と距離の単位は、方程式の両側で一致している必要があります。 ポンドを使用して力の重量を測定する場合は、実際の力を取得するためにニュートンに変換することを忘れないでください。 0.454キログラムが1ポンドに等しい、または4.45ニュートンが1ポンドに等しいという変換を使用できます。
レバーの腕にある物体から支点までの距離を必ず測定してください。 この支点距離計算機を使用すると、クレーンまたはフォークリフトが重いウェイトを持ち上げるときに使用するウェイトを比較できます。
移動式クレーンのカウンターウェイトの計算
移動式クレーンが、支点の反対側に20フィートのカウンターウェイトを配置して、50フィートで1トン（2,000ポンド）の鋼桁を持ち上げていたと想像してください。 力はクレーンのレバーの各アームに90°の角度で加えられます。 移動式クレーンがこの距離で使用できるカウンターウェイトの重量を計算します。
力は90°の角度で加えられるので、罪θコンポーネントはsinに等しくなります(90°）、または1。 方程式を使用して、Fe × de = Fl × dl,その場合、重りのトルク、つまり力は、2,000ポンド×50フィート、つまり重りの場合は100,000ポンドフィートになります。 カウンターバランスの重量、つまり負荷力は、100,000ポンドフィートを20フィート、つまり5,000ポンドで割ったものになります。
レバーの両端にかかる力が等しい場合、レバーは平衡状態にあります。 平衡状態では、正味の力はゼロであり、システムに追加の加速度はありません。 システムが加速または減速しなくなったときに、移動式クレーンまたはフォークリフトにかかる力の合計をゼロに設定できます。