Obsah
- Krútiaci moment
- Vzorec na vyváženie hmotnosti
- Kalkulačka vyváženia hmotnosti
- Výpočet protizávažia pre mobilné žeriavy
Kedykoľvek otočíte kľučkou dverí, pôsobíte silou, akoby kľučka bola pákou. Táto rotačná sila, známa ako krútiaci moment, vám umožňuje pohybovať závažiami, pričom jedna závažia vyvažuje druhú na oboch koncoch páky. Túto metódu vyvažovania a vyváženia nájdete v mnohých aplikáciách, od stavebných žeriavov až po otváranie dverí, a pomocou rovnice krútiaceho momentu môžete určiť silu závažia a vzdialenosť potrebnú pre páku.
Krútiaci moment
Každá páka, s jej váhami na vyváženie a vyváženie rôznych síl, sa spolieha na oporu, bod, v ktorom sa ramená páky stretávajú. Otočný bod by mal ležať medzi oboma závažiami na oboch koncoch páky tak, aby mohla vzniknúť rotačná sila.
Tieto páky vám umožňujú aplikovať váhu na oba konce tak, že závažia sa navzájom vyrovnávajú. Krútiaci moment, nazývaný aj moment alebo moment sily, vám umožňuje porovnať vzdialenosť a silu medzi dvoma závažiami páky.
Vzorec na vyváženie hmotnosti
Súčin závažia a vzdialenosť, v ktorej je umiestnené na ramene páky, sa rovná váhe na druhej strane. Matematický vzorec hmotnostnej rovnováhy je Fe de = Fl × dl pre silu úsilia Fe, jeho vzdialenosť od osi dezaťažovacia sila Fd a jeho vzdialenosť od osi dl.
Zaťažovacia sila a sila sily opisujú závažia na oboch stranách páky a vzájomne sa vyvažujú. To znamená, že v týchto aplikáciách môžete použiť sily zaťaženia a námahy ako závažia a protiváhy.
Ak poznáte uhol "theta" θ medzi pákou ramena a smerom sily na závažie, môžete ho zahrnúť do kalkulátora vyváženia hmotnosti osi a zapísať krútiaci moment ako krútiaci moment „tau“. τ = F × r sin_θ_. Tento uhol zaisťuje, že sila pôsobí v príslušnom smere pozdĺž ramien páky.
Kalkulačka vyváženia hmotnosti
Jednotky sily a vzdialenosti by sa mali zhodovať pre obe strany rovnice. Ak na meranie hmotnosti sily používate libier, nezabudnite ju previesť na newtonov, aby ste získali skutočnú silu. Môžete použiť konverziu, ktorá sa rovná 0,454 kilogramu 1 libra alebo 4,45 newtonom 1 libra.
Uistite sa, že ste zmerali vzdialenosť od predmetu na páke páky po os otáčania. Táto kalkulátor vzdialenosti otáčok umožňuje porovnať hmotnosti, ktoré by žeriav alebo vysokozdvižný vozík použil pri zdvíhaní ťažkých hmotností.
Výpočet protizávažia pre mobilné žeriavy
Predstavte si, že mobilný žeriav zdvíhal oceľový nosník, ktorý vážil jednu tonu alebo 2 000 libier na 50 stôp s protizávažím umiestneným 20 stôp na druhej strane osi. Sily pôsobia v uhle 90 ° na každé rameno páky žeriavu. Vypočítajte hmotnosť protiváhy, ktorú mobilný žeriav mohol použiť v tejto vzdialenosti.
Pretože sily pôsobia pod uhlom 90 °, zložka sin_θ_ by sa rovnala sin_ (90 °) alebo 1. Pomocou rovnice _Fe × de = Fl × dl, krútiaci moment pre závažie alebo silovú silu je potom 2 000 libier krát 50 stôp alebo 100 000 libier nohy pre hmotnosť. Váha protiváhy alebo zaťažovacia sila je potom 100 000 libra-stopy delené 20 stôp alebo 5 000 libier.
Ak sú sily na oboch koncoch páky rovnaké, páka je v rovnováhe. Pri rovnováhe je čistá sila nulová a v systéme nie je žiadne ďalšie zrýchlenie. Ak už systém nezrýchľuje ani nezpomaluje, môžete nastaviť súčet síl na mobilnom žeriave alebo vysokozdvižnom vozíku na nulu.