Sisältö
Koko fysiikka on tarkoitettu kuvaamaan, kuinka esineet liikkuvat ja kuinka tietyillä hallussaan olevilla määrillä (esim. Energia, vauhti) vaihdetaan keskenään ja ympäristöön. Ehkä perustavanlaatuisin liike, joka hallitsee liikettä, on voima, jonka Newtons Laws kuvaa.
Kun kuvittelet voimia, kuvittelet todennäköisesti esineitä, jotka työnnetään tai vedetään suorassa linjassa. Itse asiassa missä olet ensin altistettu voimankäsitykselle fysiikan kurssilla, tämä on sellainen skenaario, jolla esitit, koska se on yksinkertaisin.
Mutta kiertoliikettä säätelevät fyysiset lait sisältävät kokonaan erilaisia muuttujia ja yhtälöitä, vaikka niiden taustalla olevat periaatteet ovat samat. Yksi näistä erityisistä määristä on vääntömomentti, joka usein pyörittää akseleita koneissa.
Mikä on Force?
Voima, yksinkertaisesti sanottuna, on työntö tai veto. Jos kaikkien esineeseen vaikuttavien voimien nettovaikutusta ei poisteta, silloin tämä nettovoima aiheuttaa esineen kiihtymisen tai muutoksen nopeuden.
Ehkä päinvastoin kuin oman intuition ja antiikin kreikkalaisten ajatusten kanssa, voimaa ei tarvita objektin liikuttamiseksi vakionopeudella, kiihtyvyys määritellään nopeuden muutosnopeudeksi.
Jos = 0, muutos v = 0 eikä mitään voimaa tarvita, jotta esine voi jatkaa liikkumista, edellyttäen että muut voimat (mukaan lukien ilman vetäminen tai kitka) eivät toimi siihen.
Suljetussa järjestelmässä, jos kaikkien läsnä olevien voimien summa on nolla ja kaikkien läsnä olevien vääntömomenttien summa on myös nolla, järjestelmän katsotaan olevan in tasapaino, koska mikään ei pakota sitä muuttamaan liikettä.
Vääntömomentti selitetty
Fysiikan voiman kiertosuunta on vääntömomentti, jota edustaa T.
Vääntömomentti on kriittinen osa käytännöllisesti katsoen kaikenlaista tekniikan sovellutusta; Jokainen kone, joka sisältää pyörivän akselin, sisältää vääntömomenttikomponentin, joka vastaa melkein koko kuljetusmaailmasta, maatilalaitteiden lisäksi ja paljon muuta teollisuusmaailmassa.
Vääntömomentin yleinen kaava on annettu seuraavalla kaavalla:
T = F × r × sin θMissä F on voima, joka kohdistuu pitkään vipuvarteen R kulmassa θ . Koska sin 0 ° = 0 ja sin 90 ° = 1, voit nähdä, että vääntömomentti on maksimoitu, kun voima kohdistuu kohtisuoraan vipuun. Kun mietit kokemuksiasi pitkistä jakoavaimista, tämä on todennäköisesti intuitiivista.
Akselin vääntömomentti
Akselin vääntömomentin laskemiseksi - esimerkiksi jos etsit nokka-akselin vääntömomenttia - sinun on ensin määritettävä, millaisesta akselista puhut.
Tämä johtuu siitä, että akselit, jotka esimerkiksi ontto on aukotettu ja sisältävät koko massansa lieriömäisessä renkaassa, käyttäytyvät eri tavalla kuin saman halkaisijan omaavat akselit.
Vääntöä varten sekä onteloilla että kiinteillä akseleilla ilmoitettu määrä leikkausrasitus, edustaa τ (kreikkalainen tau-kirjain) tulee peliin. Myös alueen polaarinen hitausmomentti, J, määrä, pikemminkin kuin massa kiertoongelmissa, tulee seokseen ja on erityinen akselin konfiguraatiolle.
Akselin vääntömomentin yleinen kaava on:
T = τ × frac {J} {r}missä R on vivun pituus ja suunta. Vankka akseli J on arvo (π / 2)R4.
Ontto-akselille, J sen sijaan on (π / 2) (RO4 – Rminä4), missä Ro ja RO ovat akselin ulko- ja sisäsäde (tyhjän sylinterin ulkopuolella oleva kiinteä osa).