Obsah
Krútiaci moment je sila pôsobiaca na predmet; táto sila má tendenciu spôsobiť, že objekt zmení svoju rýchlosť otáčania. Auto sa spolieha na točivý moment, ktorý zastaví. Brzdové doštičky vyvíjajú treciu silu na kolesá, čo vytvára krútiaci moment na hlavnej náprave. Táto sila brzdí smer otáčania náprav nápravy, a tým zastavuje pohyb vozidiel vpred.
kroky
Nakreslite schému voľného tela. Diagram voľného tela izoluje jeden objekt a nahrádza všetky vonkajšie objekty vektorovými alebo torznými silami. To vám umožní spočítať sily a určiť čistú silu a krútiaci moment pôsobiaci na objekt.
Ukázať všetky sily pôsobiace na vozidlo, keď vodič začne brzdiť. Existuje gravitačná sila smerujúca nadol a cesta, ktorá pôsobí aj smerom nahor. Tieto dve sily sú si rovnaké a protikladné, takže sa navzájom rušia. Zostávajúcou silou je trecia sila pôsobiaca na cestu, ktorá pôsobí horizontálne v smere opačnom k pohybu vozidla. Predpokladajme napríklad, že analyzujete 2 000 kilogramový Jeep, ktorý práve začal brzdiť. Váš diagram by zobrazoval dve rovnaké a opačné vertikálne sily 19 620 Newtonov, ktoré sa sčítajú na nulu, a niektoré neurčené horizontálne sily.
Určite vodorovnú silu cesty pomocou Newtonovho druhého zákona - sila na objekt sa rovná jeho hmotnostnej rýchlosti a jeho zrýchleniu. Pravdepodobne viete alebo môžete získať hmotnosť vozidla podľa špecifikácií výrobcu, budete si však musieť vypočítať rýchlosť spomalenia. Jedným z najjednoduchších spôsobov, ako to dosiahnuť, je predpokladať priemernú rýchlosť spomaľovania od času, keď sú brzdy prvýkrát zabrzdené, až po miesto uvoľnenia. Spomalenie je potom celková zmena rýchlosti vydelená časom, ktorý uplynul počas brzdenia. Keby Jeep klesol z rýchlosti 20 metrov za sekundu na 0 metrov za sekundu za 5 sekúnd, priemerné spomalenie by bolo 4 metre za sekundu. Sila potrebná na vyvolanie tohto spomalenia sa rovná 2 000 kg * 4 m / s / s, čo sa rovná 8 000 Newtonov.
Vypočítajte krútiaci moment, ktorý sila na vozovke spôsobuje okolo nápravy. Pretože krútiaci moment sa rovná sile a jeho vzdialenosti od bodu otáčania, krútiaci moment sa rovná sile cesty a polomeru kolesa. Sila vozovky je rovnaká a opačná torzná reakcia spôsobená brzdami, takže brzdný moment je rovnaký vo veľkosti a proti smeru krútiaceho momentu vyvíjaného cestou. Ak má koleso Jeeps polomer 0,25 metra, brzdný moment sa rovná 8 000 N * 0,25 m alebo 2 000 Newton metrov.