Hvordan beregne dreiemoment på en aksel

Hele fysikken er opptatt av å beskrive hvordan objekter beveger seg og hvordan bestemte størrelser de har (f.eks. Energi, momentum) byttes ut med hverandre og miljøet. Kanskje er den mest grunnleggende mengden som styrer bevegelse, som er beskrevet i Newtons lover.

Når du ser for deg krefter, kan du sannsynligvis forestille deg at objekter blir dyttet eller trukket i en rett linje. Faktisk, der du først blir utsatt for begrepet kraft i et naturvitenskapelig kurs, er dette typen scenario du blir presentert for fordi det er det enkleste.

Men de fysiske lovene som regulerer rotasjonsbevegelse inkluderer et helt annet sett med variabler og ligninger, selv om de underliggende prinsippene er de samme. En av disse spesielle mengdene erdreiemoment, som ofte virker for å rotere sjakter i maskiner.

En kraft, enkelt sagt, er et trykk eller trekk. Hvis nettoeffekten av alle krefter som virker på et objekt ikke blir kansellert, vil nettokraften føre til at objektet akselererer, eller endrer hastigheten.

I motsetning til kanskje din egen intuisjon så vel som ideene til de gamle grekerne, er ikke kraft kreves for å bevege et objekt med konstant hastighet, for akselerasjon er definert som endringshastigheten på hastighet.

Hvisen= 0, endring iv= 0 og ingen kraft er nødvendig for at gjenstanden skal kunne bevege seg, forutsatt at ingen andre krefter (inkludert luftmotstand eller friksjon) virker på den.

I et lukket system, hvis summen av alle tilstedeværende krefter er nullogSummen av alle tilstedeværende dreiemomenter er også null, systemet anses å være ilikevekt, da ingenting tvinger den til å endre bevegelsen.

Rotasjonsmotparten til kraft i fysikk er dreiemoment, representert ved​T​​.

Dreiemoment er en kritisk komponent i praktisk talt alle slags tekniske applikasjoner som kan tenkes; hver maskin som inkluderer en roterende aksel inkluderer en dreiemomentkomponent, som står for nesten hele transportverdenen, sammen med landbruksutstyr og mye mer i den industrielle verden.

Den generelle formelen for dreiemoment er gitt av

HvorFer kraften som påføres en spakarm med lengderi en vinkelθ. Siden sin 0 ° = 0 og sin 90 ° = 1, kan du se at dreiemomentet maksimeres når kraften påføres vinkelrett på spaken. Når du tenker på noen erfaringer med lange skiftenøkler du har hatt, gir dette sannsynligvis intuitiv mening.

• Dreiemoment har de samme enhetene som energi (Newton-måleren), men når det gjelder dreiemoment, er dettealdrireferert til som "Joules." Og i motsetning til energi er dreiemoment en vektormengde.

For å beregne akselmomentet - for eksempel hvis du leter etter en formel for kamakselmoment - må du først spesifisere hvilken aksel du snakker om.

Dette er fordi sjakter som for eksempel er uthulet og inneholder all sin masse i en sylindrisk ring, oppfører seg annerledes enn faste sjakter med samme diameter.

For vridning på både hule eller faste aksler, en mengde som kallesskjærspenning,representert avτ(den greske bokstaven tau), spiller inn. Også, denpolar treghetsmoment i et område​, ​J, en mengde som likner masse i rotasjonsproblemer, kommer inn i blandingen og er spesifikk for akselkonfigurasjon.

Den generelle formelen for dreiemoment på en aksel er:

hvorrer lengden og retningen på spakarmen. For en solid aksel,Jhar verdien av (π / 2)r​⁴.

For en uthulet aksel,Ji stedet er (π / 2) (r​_o⁴ – ​r​_Jeg⁴), hvorr​_{o og} ​r​_o er akselens ytre og indre radier (den faste delen utenfor den tomme sylinderen).