Vsakič, ko zavrtite kljuko na vratih, uporabite silo, kot da bi bila ročica vzvod. Ta sila vrtenja, znana kot navor, vam omogoča premikanje uteži, pri čemer ena utež uravnoteži drugo na obeh koncih ročice. Ta način uravnoteženja in uravnoteženja najdete v številnih aplikacijah, od gradbenih žerjavov do potisnih vrat odprto in z enačbo navora lahko določite silo uteži in razdaljo vzdolž ročice potrebno.
Enačba navora
Vsak vzvod s svojimi utežmi za uravnoteženje in protiutež različnim silam se zanaša na točko vpetja, točko, na kateri se ročice vzvoda stikajo. Oporna točka mora ležati med obema utežema na obeh koncih vzvoda, tako da lahko pride do rotacijske sile.
Ti vzvodi vam omogočajo, da na obeh koncih naložite utež, tako da se uteži medsebojno uravnotežijo. Navor, imenovan tudi trenutek ali trenutek sile, vam omogoča primerjavo razdalje in sile med obema utežma ročice.
Formula uravnoteženosti teže
Zmnožek sile uteži in razdalje, na kateri se nahaja na roki ročice, je enak zmnožku teže na drugi strani. Matematično je formula uravnoteženja teže
F_e \ krat d_e = F_k \ krat d_l
za naporno siloFe, njegova razdalja do oporiščade, sila obremenitveFdin njegovo oddaljenost do oporiščadl.
Sila obremenitve in sila napora opisujeta uteži na obeh straneh ročice in se medsebojno uravnavata. To pomeni, da lahko v teh aplikacijah uporabite sile obremenitve in napora kot uteži in protiuteži.
Če poznate kot "theta"θmed ročico roke in smerjo sile na utež jo lahko vključite v kalkulator za uravnoteženje teže, da navor napišete kot navor "tau"
\ tau = F \ krat r \ sin {\ theta}
Ta kot zagotavlja, da sila deluje v ustrezni smeri skupaj z ročicama ročice.
Kalkulator za uravnoteženje teže
Enote za silo in razdaljo se morajo ujemati za obe strani enačbe. Če za merjenje teže sile uporabljate kilograme, jih ne pozabite pretvoriti v newtone, da dobite dejansko silo. Uporabite lahko pretvorbo, da je 0,454 kilograma enako 1 funtu ali da je 4,45 newtona enako 1 funtu.
Prepričajte se, da ste izmerili razdaljo od predmeta na ročici ročice do oporišča. Ta kalkulator razdalje omogoča primerjavo uteži, ki bi jih žerjav ali viličar uporabil pri dvigovanju težkih uteži.
Izračun protiuteži premičnega žerjava
Predstavljajte si, da je dvigalo dvigovalo jekleni nosilec, ki je tehtal eno tono ali 2000 funtov, na 50 čevljev s protiutežjo, ki je bila 20 metrov na drugi strani oporne točke. Sile delujejo pod kotom 90 ° na vsako roko ročice žerjava. Izračunajte težo protiuteži, ki bi jo dvigalo lahko uporabilo na tej razdalji.
Ker sile delujejo pod kotom 90 °, grehθkomponenta bi bila enaka grehu(90 °) ali 1. Z uporabo enačbe,Fe × de = Fl × dl,navor za težo ali silo napora je potem 2000 funtov krat 50 čevljev ali 100.000 funtov čevljev za težo. Utež protiuteži ali sila obremenitve je torej 100.000 funt-čevljev, deljena z 20 čevlji ali 5000 funtov.
Ko so sile na obeh koncih vzvoda enake, je vzvod v ravnovesju. V ravnovesju je neto sila enaka nič in v sistemu ni dodatnega pospeška. Vsoto sil na premičnem žerjavu ali viličarju lahko nastavite na nič, ko sistem ne pospešuje ali upočasnjuje.
