Кад год окренете кваку на вратима, примените силу као да је квака полуга. Ова ротациона сила, позната као обртни моменат, омогућава вам да померате тегове тако што ћете један тег уравнотежити на оба краја полуге. Ову методу уравнотежења и противтеже можете пронаћи у многим применама, од грађевинских дизалица до потисних врата отворите и помоћу једначине обртног момента можете одредити силу тежине и растојање дуж полуге потребно.
Једначина обртног момента
Свака полуга, са својим тежинама за уравнотежење и противтежу различитим силама, ослања се на упориште, тачку у којој се кракови полуге сусрећу. Упориште треба лежати између оба тега на оба краја полуге тако да може доћи до ротационе силе.
Ове полуге вам омогућавају да на оба краја примените тег тако да се тегови изједначе. Обртни моменат, који се назива и тренутак или тренутак силе, омогућава вам да упоредите растојање и силу између две тежине ручице.
Фулцрум формула за уравнотежење тежине
Умножак силе тежине и растојања на којој се налази на краку полуге једнак је продукту тежине на другој страни. Математички формула упоришта тежине је
Ф_е \ пута д_е = Ф_к \ пута д_л
за напорну силуФе, његова удаљеност до упориштаде, сила оптерећењаФди његова удаљеност до упориштадл.
Сила оптерећења и сила напора описују тежине са обе стране ручице и оне се уравнотежују. То значи да у овим применама можете користити силе оптерећења и напора као тегове и противтеже.
Ако знате угао "тхета"θизмеђу полуге крака и смера силе на тег, можете га укључити у калкулатор равнотеже упоришта да бисте забележили обртни моменат као обртни моменат "тау"
\ тау = Ф \ пута р \ син {\ тхета}
Овај угао осигурава да сила делује у одговарајућем смеру заједно са полугама полуге.
Калкулатор равнотеже тежине Фулцрум
Јединице за силу и растојање требале би се подударати за обе стране једначине. Ако користите килограме за мерење тежине силе, не заборавите да је претворите у њутне да бисте добили стварну силу. Можете користити претворбу која је 0,454 килограма једнака 1 килограму или да је 4,45 њутна једнако 1 килограму.
Обавезно измерите удаљеност од предмета на руци полуге до упоришта. Овај калкулатор растојања у тачки омогућава вам упоређивање тежине коју би дизалица или виљушкар користио за дизање тешких терета.
Прорачун противтеже покретне дизалице
Замислите да покретна дизалица подиже челични носач тежак једну тону или 2.000 килограма на 50 стопа са противтежом смештеном 20 стопа на другој страни упоришта. Силе се примењују под углом од 90 ° на сваки крак полуге дизалице. Израчунајте тежину противтеже коју би покретна дизалица могла користити на овој удаљености.
Будући да се силе примењују под углом од 90 °, грехθкомпонента би била једнака греху(90 °) или 1. Користећи једначину,Фе × де = Ф.л × дл,обртни моменат за тежину или силу напора је тада 2.000 фунти пута 50 стопа или 100.000 фунти стопа за тежину. Тежина противтеже или сила оптерећења је тада 100.000 фунти-стопа подељена са 20 стопа или 5.000 фунти.
Када су силе на оба краја полуге једнаке, полуга је у равнотежи. У равнотежи је нето сила нула и у систему нема додатног убрзања. Збир сила на покретној дизалици или виљушкару можете подесити на нулу када систем више не убрзава ни успорава.
