Kā aprēķināt griezes momentu uz vārpstas

Visa fizika ir saistīta ar to, kā aprakstīt, kā objekti pārvietojas un kā tiek apmainīti noteikti daudzumi (piem., Enerģija, impulss) savā starpā un vidē. Varbūt vissvarīgākais kustību regulējošais daudzums ir spēks, ko apraksta Ņūtona likumi.

Iedomājoties spēkus, jūs, iespējams, iedomājaties, ka objekti tiek stumti vai vilkti taisnā līnijā. Faktiski tur, kur fizikas zinātnes kursā jūs pirmo reizi saskaraties ar spēka jēdzienu, jums tiek piedāvāts tāds scenārijs, jo tas ir vienkāršākais.

Bet fiziskie likumi, kas regulē rotācijas kustību, ietver pilnīgi atšķirīgu mainīgo un vienādojumu kopumu, pat ja pamatprincipi ir vienādi. Viens no šiem īpašajiem daudzumiem irgriezes moments, kas bieži darbojas, lai pagrieztu vārpstas mašīnās.

Spēks, vienkārši sakot, ir grūdiens vai vilkšana. Ja visu spēku, kas iedarbojas uz objektu, neto efekts netiek atcelts, tad šis tīrais spēks liks objektam paātrināties vai mainīt tā ātrumu.

Varbūt pretēji jūsu pašu intuīcijai, kā arī seno grieķu idejām, spēks nav nepieciešams, lai objektu pārvietotu ar nemainīgu ātrumu, lai paātrinājums tiktu definēts kā ātrums.

Jaa= 0, izmaiņasv= 0, un objekta kustībai nav vajadzīgs spēks, ja uz to nedarbojas citi spēki (ieskaitot gaisa pretestību vai berzi).

Slēgtā sistēmā, ja visu esošo spēku summa ir nulleunvisu esošo griezes momentu summa ir arī nulle, tiek uzskatīts, ka sistēma ir iekšālīdzsvars, tā kā nekas to nespiež mainīt kustību.

Rotācijas spēka līdzinieks fizikā ir griezes moments, ko attēlo​T​​.

Griezes moments ir būtiska jebkura praktiski iedomājama inženierijas pielietojuma sastāvdaļa; Katrā mašīnā, kurā ietilpst rotējoša vārpsta, ir griezes momenta sastāvdaļa, kas aptver gandrīz visu transporta pasauli kopā ar lauksaimniecības aprīkojumu un daudz ko citu rūpniecības pasaulē.

Vispārējo formulu griezes momentam izsaka

KurFir spēks, kas pielikts sviras sviras garumamrleņķīθ. Tā kā grēks 0 ° = 0 un grēks 90 ° = 1, jūs varat redzēt, ka griezes moments tiek palielināts, ja spēks tiek piemērots perpendikulāri svirai. Kad jūs domājat par jebkuru pieredzi ar garām uzgriežņu atslēgām, kas jums varētu būt bijušas, tas, iespējams, ir intuitīvi saprotams.

• Griezes momentam ir tādas pašas vienības kā enerģijai (ņūtonmetrs), bet griezes momenta gadījumā tas irnekaddēvēti par "Džouliem". Un atšķirībā no enerģijas griezes moments ir vektora lielums.

Lai aprēķinātu vārpstas griezes momentu, piemēram, ja meklējat sadales vārpstas griezes momenta formulu, vispirms jānorāda vārpstas veids, par kuru runājat.

Tas notiek tāpēc, ka vārpstas, kas, piemēram, ir iedobtas un satur visu savu masu cilindriskā gredzenā, izturas savādāk nekā cietas vārpstas ar tādu pašu diametru.

Vērpšanai gan dobās, gan cietās šahtās sauc par daudzumubīdes stress,pārstāvētsτ(grieķu burts tau), spēlē. Arīapgabala inerces polārais moments​, ​Dž, daudzums, piemēram, masa rotācijas problēmās, nonāk maisījumā un ir raksturīgs vārpstas konfigurācijai.

Vispārējā vārpstas griezes momenta formula ir:

kurrir sviras sviras garums un virziens. Cietai vārpstaiDžir vērtība (π / 2)r​⁴.

Iedobtai vārpstaiDžtā vietā ir (π / 2) (r​_o⁴ – ​r​_i⁴), kurr​_{o un} ​r​_o ir vārpstas ārējais un iekšējais rādiuss (cietā daļa ārpus tukšā cilindra).