Зміст
Крутний момент - це сила, що діє на предмет; ця сила прагне змусити об'єкт змінити свою швидкість обертання. Автомобіль покладається на крутний момент, щоб зупинитись. Гальмові колодки надають силу тертя на колеса, що створює крутний момент на головній осі. Ця сила перешкоджає поточному напрямку обертання осей, тим самим зупиняючи рух автомобілів вперед.
Кроки
Намалюйте схему вільного тіла. Діаграма вільного тіла ізолює один об'єкт і замінює всі зовнішні об'єкти векторними або крутильними силами. Це дозволяє підсумовувати сили і визначати чисту силу і крутний момент, що діють на предмет.
Покажіть усі сили, що діють на транспортний засіб, коли водій починає гальмувати. Існує сила тяжіння вниз, а також сила вгору, яка чинить дорожній рух. Ці дві сили рівні і протилежні, тому вони скасовують одна одну. Сила, що залишилася - сила тертя, що чиниться на дорозі, яка діє горизонтально в напрямку, протилежному руху транспортних засобів. Наприклад, припустимо, що ви аналізуєте джип вагою 2000 кілограмів, який щойно почав гальмувати. Ваша діаграма показала б дві рівні і протилежні вертикальні сили 19 620 ньютонів, які дорівнюють нулю, і деяку невизначену горизонтальну силу.
Визначте горизонтальну силу дороги за допомогою другого закону Ньютона - сила на об’єкт дорівнює його масі, кратній його прискоренню. Ви, мабуть, або знаєте, або можете отримати вагу транспортного засобу за специфікаціями виробника, але вам потрібно буде розрахувати швидкість уповільнення. Один з найпростіших способів зробити це - припустити середню швидкість уповільнення від моменту введення в дію гальма до моменту відпускання. Уповільнення - це загальна зміна швидкості, поділене на час, що минув під час процесу гальмування. Якби джип пішов зі швидкості від 20 метрів за секунду до 0 метрів в секунду за 5 секунд, то його середнє сповільнення 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, кратному його відстані від точки обертання, крутний момент дорівнює силі дороги, меншій від радіуса колеса. Сила дорожнього руху - це рівна і протилежна крутильна реакція, викликана гальмами, тому гальмівний момент рівномірний за величиною і протилежний напрямку, який обертається на дорозі. Якщо колесо джипа має радіус 0,25 метра, гальмівний момент дорівнює 8000 Н * 0,25 м, або 2000 Ньютон-метрів.