Dreiemoment er en kraft som utøves på et objekt; denne kraften har en tendens til å få objektet til å endre sin rotasjonshastighet. En bil er avhengig av dreiemoment for å stoppe opp. Bremseklossene utøver en friksjonskraft på hjulene, noe som skaper et dreiemoment på hovedaksen. Denne kraften hindrer akselens nåværende rotasjonsretning, og stopper dermed bilens bevegelse fremover.
Tegn et frikroppsdiagram. Et frikroppsdiagram isolerer ett objekt og erstatter alle eksterne objekter med vektor- eller torsjonskrefter. Dette lar deg summere krefter og bestemme nettokraften og dreiemomentet som virker på et objekt.
Vis alle krefter som virker på kjøretøyet når føreren begynner å bremse. Det er tyngdekraften nedover, og det er også den oppadgående kraften som utøves av veien. Disse to kreftene er like og motsatte, så de avbryter hverandre. Den gjenværende kraften er friksjonskraften som utøves av veien, som virker horisontalt i motsatt retning av kjøretøyets bevegelse. Anta at du analyserer en 2000 kilo jeep som nettopp har begynt å bremse. Diagrammet ditt viser to like og motsatte vertikale krefter på 19 620 Newton, som summerer seg til null, og noen ubestemt horisontal kraft.
Bestem den horisontale kraften på veien ved å bruke Newtons andre lov - kraften på et objekt er lik massen ganger akselerasjonen. Du antar antagelig at du kan eller kan få vekten av kjøretøyet fra produsentens spesifikasjoner, men du må beregne retardasjonshastigheten. En av de enkleste måtene å gjøre dette på er å anta en gjennomsnittlig retardasjonshastighet fra tidspunktet bremsene settes på, til frigjøringspunktet. Retardasjonen er da den totale hastighetsendringen delt på tiden som gikk under bremseprosessen. Hvis jeepen gikk fra en hastighet på 20 meter per sekund til 0 meter per sekund på 5 sekunder, ville dens gjennomsnittlige retardasjon være 4 meter per sekund per sekund. Kraften som kreves for å forårsake denne retardasjonen er lik 2000 kg * 4 m / s / s, som tilsvarer 8000 Newton.
Beregn dreiemomentet som kraften på veien forårsaker rundt akselen. Fordi dreiemoment er lik kraft ganger avstanden fra rotasjonspunktet, tilsvarer dreiemomentet kraften på veien ganger hjulets radius. Veikraften er den like og motsatte vridningsreaksjonen forårsaket av bremsene, så bremsemomentet er likt i størrelse og motsatt i retning av dreiemomentet som utøves av veien. Hvis jeeps hjul har en radius på 0,25 meter, tilsvarer bremsemomentet 8000 N * 0,25 m, eller 2000 Newton-meter.
Referanser
- "Kinematikk og dynamikk for maskiner"; Charles E. Wilson og J. Peter Sadler; 2003
Tips
- Du kan bli forvirret med at det er flere hjul, og kjøretøyet vil fordele en viss vekt over hver enkelt. Det totale dreiemomentet avhenger imidlertid bare av hvor mye vannrett kraft som kreves for å stoppe kjøretøyet. Hvis det er både bremseklosser foran og bak, og du vil vite dreiemomentet som utøves av hvert sett, kan du anslå at hvert sett bidrar med halvparten av det totale dreiemomentet.
om forfatteren
Brad Painting er basert i storbyområdet Cleveland, Ohio, og skriver om helse-, teknologi- og miljøfag. Hans erfaring inkluderer skriving av opplæringsmateriell, ledelsesplaner og forskjellige frilansartikler. Maleri fikk en Bachelor of Science i maskinteknikk fra Ohio University og spesialiserer seg på design av grønne bygninger.