Sisu
Kogu füüsika ülesanne on kirjeldada, kuidas objektid liiguvad ja kuidas teatud nende käes olevad kogused (nt energia, hoog) omavahel ja keskkonnaga vahetuvad. Võib-olla kõige olulisem liikumist reguleeriv kogus on jõud, mida kirjeldavad Newtoni seadused.
Jõude kujutledes kujutlete tõenäoliselt esemeid, mida lükatakse või tõmmatakse sirgjooneliselt. Tegelikult, kus füüsikaõpetuse kursusel puututi esmakordselt kokku jõu mõistega, on selline stsenaarium teile esitatud, kuna see on kõige lihtsam.
Kuid pöörlevat liikumist reguleerivad füüsilised seadused hõlmavad hulgaliselt erinevaid muutujaid ja võrrandeid, isegi kui aluspõhimõtted on samad. Üks neist erikogustest on pöördemoment, mis toimib sageli masinate võllide pööramisel.
Mis on jõud?
Lihtsalt öeldes - jõud on tõuge või tõmme. Kui kõigi objektile mõjuvate jõudude netomõju ei kustutata, siis põhjustab see netojõud objekti kiirenduse või muudab selle kiirust.
Vastupidiselt nii teie enda intuitsioonile kui ka iidsete kreeklaste ideedele ei ole objekti liikumiseks püsikiirusel vaja jõudu, kiirendus on määratletud kiiruse muutumise kiirusega.
Kui a = 0, muutus sisse v = 0 ja objekti liikumiseks pole vaja jõudu, kui sellele ei mõju muud jõud (sealhulgas õhutõmme ega hõõrdumine).
Kui suletud süsteemis on kõigi kohal olevate jõudude summa null ja kõigi olemasolevate pöördemomentide summa on samuti null, süsteemi loetakse sisendiks tasakaal, kuna miski ei sunni teda oma liikumist muutma.
Pöördemoment seletatud
Füüsikas avalduva jõu pöördemomendiks on pöördemoment, mida tähistab T.
Pöördemoment on praktiliselt igat tüüpi tehniliste rakenduste kriitiline komponent; iga masin, mis sisaldab pöörlevat võlli, sisaldab pöördemomendi komponenti, mis moodustab peaaegu kogu transpordimaailma, koos põllutöömasinate ja palju muud tööstusmaailmas.
Pöördemomendi üldvalem on esitatud valemiga
T = F × r × sin θKus F on kogu kangi pikkusele rakendatav jõud r nurga all θ . Kuna sin 0 ° = 0 ja sin 90 ° = 1, näete, et pöördemoment on maksimeeritud, kui jõud rakendatakse kangile risti. Kui mõelda võimalike pikkade mutrivõtmete abil saadud kogemustele, on see ilmselt intuitiivne.
Võlli pöördemomendi valem
Võlli pöördemomendi arvutamiseks - näiteks kui otsite nukkvõlli pöördemomendi valemit - peate esmalt täpsustama, millist võlli te räägite.
Selle põhjuseks on asjaolu, et võllid, mis on näiteks õõnestatud ja sisaldavad kogu oma massi silindrilises rõngas, käituvad erinevalt kui sama läbimõõduga tahked võllid.
Väände tegemiseks nii õõnes- kui ka tahkevõllidel nimetatakse kogus nihkepinge, keda esindab τ (kreeka täht tau), tuleb mängu. Samuti ala inertsimoment, J, kogus, nagu pöörlemisprobleemides olev mass, siseneb segu ja on konkreetne võlli konfiguratsiooni jaoks.
Võlli pöördemomendi üldvalem on järgmine:
T = τ × frac {J} {r}kus r on kangivarsi pikkus ja suund. Tahke võlli jaoks J väärtus on (π / 2)r4.
Õõnesvõlli jaoks J selle asemel on (π / 2) (ro4 – ri4), kus ro ja ro on võlli välimine ja sisemine raadius (tühja silindri tahke osa).