Крутний момент - сила, що діє на предмет; ця сила, як правило, змушує об’єкт змінювати швидкість обертання. Автомобіль спирається на крутний момент, щоб зупинитися. Гальмівні колодки діють на колеса силою тертя, що створює крутний момент на головній осі. Ця сила перешкоджає поточному напрямку обертання осі, таким чином зупиняючи рух автомобіля вперед.
Накресліть схему вільного тіла. Діаграма вільного тіла ізолює один об’єкт і замінює всі зовнішні об’єкти векторними або крутильними силами. Це дозволяє підсумовувати сили та визначати чисту силу та крутний момент, що діють на об'єкт.
Покажіть усі сили, що діють на транспортний засіб, коли водій починає гальмувати. Існує сила тяжіння, що падає вниз, а також сила висхідного руху, яку чинить дорога. Ці дві сили рівні і протилежні, тому вони анулюють одна одну. Залишилася сила - сила тертя, яку чинить дорога, яка діє горизонтально у напрямку, протилежному руху транспортного засобу. Як приклад, припустимо, ви аналізуєте 2000-кілограмовий джип, який щойно розпочав гальмування. На вашій діаграмі буде показано дві рівні та протилежні вертикальні сили в 19 620 ньютонів, які складають нуль, і деяку невизначену горизонтальну силу.
Визначте горизонтальну силу дороги, використовуючи другий закон Ньютона - сила на об’єкт дорівнює його масі, помноженій на його прискорення. Ви, мабуть, або знаєте, або можете отримати вагу автомобіля за специфікаціями виробника, але вам потрібно буде розрахувати швидкість уповільнення. Одним з найпростіших способів це зробити - припустити середню швидкість уповільнення від моменту першого натискання гальм до моменту звільнення. Тоді уповільнення - це загальна зміна швидкості, поділена на час, що минув під час гальмування. Якби Джип рухався зі швидкості 20 метрів в секунду до 0 метрів в секунду за 5 секунд, то його середнє уповільнення склало б 4 метри в секунду. Сила, необхідна для спричинення цього уповільнення, дорівнює 2000 кг * 4 м / с / с, що дорівнює 8000 ньютонів.
Обчисліть крутний момент, який зумовлює сила дороги щодо осі. Оскільки крутний момент дорівнює силі, помноженій на відстань від точки обертання, крутний момент дорівнює силі дороги, помноженій на радіус колеса. Сила дороги є рівною і протилежною реакцією кручення, спричиненою гальмами, тому гальмівний момент дорівнює за величиною і протилежний за напрямком крутного моменту, який чинить дорога. Якщо радіус колеса Jeep становить 0,25 метра, гальмівний момент дорівнює 8000 Н * 0,25 м, або 2000 Ньютонів.
Список літератури
- "Кінематика та динаміка для машин"; Чарльз Е. Вільсон і Дж. Пітер Садлер; 2003
Поради
- Ви можете заплутатися з тим, що є кілька коліс, і транспортний засіб розподілить певну вагу по кожному. Однак загальний крутний момент все ще залежить лише від величини горизонтальної сили, необхідної для зупинки автомобіля. Якщо є як передня, так і задня гальмівна колодка, і ви хочете знати крутний момент, який надає кожен комплект, ви можете підрахувати, що кожен комплект вносить половину від загального крутного моменту.
Про автора
Бред Пейнтінг, який базується в столичному Клівленді, штат Огайо, пише на теми охорони здоров'я, технологій та навколишнього середовища. Його досвід включає написання навчальних матеріалів, планів управління та різних статей-фрілансерів. Живопис отримав ступінь бакалавра в галузі машинобудування в Університеті Огайо і спеціалізується на дизайні зелених будівель.
