Drehmoment

Physics I

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Overview

Quelle: Nicholas Timmons, Asantha Cooray, PhD, Department of Physics & Astronomie, School of Physical Sciences, University of California, Irvine, CA

Das Ziel dieses Experiments ist zu verstehen, die Komponenten des Drehmoments und mehrere Drehmomente in einem System, Gleichgewicht zu erreichen. Ähnlich wie wie eine Kraft linearen Beschleunigung bewirkt, ist Drehmoment eine Kraft, die eine rotatorische Beschleunigung bewirkt. Es ist definiert als das Produkt einer Kraft und der Abstand der Kraft von der Drehachse. Wenn die Summe der Drehmomente auf einem System gleich Null ist, wird das System keine Winkelbeschleunigung haben.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Grundlagen der Physik I. Drehmoment. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Principles

Drehmoment ist definiert als das Produkt einer Kraft, die in einiger Entfernung von der Drehachse angewendet:

Equation 1, (Gleichung 1)

wo Equation 2 ist die angewandte Kraft und Equation 3 ist der Abstand zur Drehachse. Drehmoment Einheiten der Kraft multipliziert mit Abstand hat und so wird gemessen in Newton-Meter. Da Drehmoment ein Vektor ist, hat es Größe und Richtung. Die Richtung des Drehmoments ist senkrecht zur Ebene von den Komponenten Kraft und Distanz gemacht. Mit der rechten Hand kann die Richtung bestimmt werden. Der Zeigefinger in die Richtung der ersten Komponente zu erweitern. Der Mittelfinger in die Richtung der zweiten Komponente zu erweitern. Sobald dies geschehen ist, ist die Richtung der verlängerten Daumen die Richtung des Drehmoments. Ein Beispiel ist ein Schraubenschlüssel eine Schraube festziehen. Eine Kraft ist am Ende des Schlüssels, einiger Entfernung von der Schraube angewendet, sorgt für ein Drehmoment um den Bolzen einrasten drehen. Je größer die Entfernung Equation 3 , je höher das Drehmoment, wie aus Gleichung 1ersichtlich. Der Kraftaufwand zum Drehen eines Objekts kann deutlich reduziert werden, indem man einfach die Länge der Kraft um die Drehachse.

Ein Drehmoment auf einem System bewirkt eine Winkelbeschleunigung auf diesem System:

Equation 4. (Gleichung 2)

Hier, Equation 5 ist Winkelbeschleunigung und Equation 6 ist das Trägheitsmoment für dieses System. Dies entspricht Rotations Newtons zweites Gesetz, Equation 7 , mit Masse durch das Trägheitsmoment ersetzt und Beschleunigung mit Winkelbeschleunigung ersetzt.

Dieses Experiment wird einen Meter Stock enthalten, der sich frei um seine Achse drehen kann, wie in Abbildung 1dargestellt.

Figure 1
Abbildung 1: Versuchsaufbau.
Gewichte sind in verschiedenen Abständen von der Drehachse, wodurch ein Drehmoment auf das System befestigt. Wenn die Drehmomente auf beiden Seiten ausgeglichen sind, sollte die Meter Stock nicht vom Rest drehen. Um das Drehmoment ein Gewicht oder eine Kombination von Gewichten zu untersuchen, kann eine Kraft-Skala auf der anderen Seite angebracht werden. Die Kraft, die die Skala liest multipliziert mit dem Abstand von der Waage auf die Drehachse wird das Drehmoment aus den Gewichten entsprechen.

Procedure

1. verwenden zwei Gewichte, um die Balken zu balancieren.

  1. Durch den Anschluss einer 200 g Gewicht an den ersten Haken auf der rechten Seite beginnen. Schließen Sie eine 200 g Gewicht an das erste Loch auf der linken Seite. Wenn aus dem Rest entlassen, sollte der Balken nicht drehen.
  2. Entfernen Sie die 200-g-Gewicht von der linken Seite. Bestimmen Sie mit Gleichung 1 wo eine 100-g-Gewicht zum Ausgleich des Drehmoments von der rechten Seite platziert werden müssten. Legen Sie das Gewicht und bestätigen Sie die Vorhersage zu.

2. unter Verwendung drei Gewichte, um die Balken zu balancieren.

  1. Schließen Sie eine 100-g-Gewicht an den ersten Haken auf der rechten Seite. Legen Sie eine 100-g-Gewicht auf Dritte auf der rechten Seite.
  2. Bestimmen Sie, wo eine 200-g-Gewicht auf der linken Seite um die Drehmomente auszugleichen.
  3. Bestimmen Sie, wo eine 100-g-Gewicht auf der linken Seite um die Drehmomente auszugleichen.

3. verwenden mehrere Gewichte auf um den Balken zu balancieren.

  1. Schließen Sie eine 200 g Gewicht an den vierten Haken auf der rechten Seite.
  2. Mit einer beliebigen Kombination von 100 g und 200 g Gewichte finden Sie drei Möglichkeiten, in denen das Drehmoment von der rechten Seite ausgeglichen werden kann, auf der linken Seite.
  3. Schließen Sie mit dem 200-g-Gewicht noch mit der vierten Haken auf der rechten Seite verbunden eine Kraft-Skala an den ersten Haken auf der linken Seite und ziehen Sie, bis es im Gleichgewicht ist. Achten Sie darauf, das Ausmaß der Kraft senkrecht zum Strahl halten. Notieren Sie die Kraft. Dies gilt für jeden Haken auf der linken Seite und zeichnen Sie die Werte.
  4. Verwenden Sie mit dem 200-g-Gewicht noch mit der vierten Haken auf der rechten Seite verbunden einen Winkelmesser, um den Strahl 30 ° zu drehen. Der dritte Haken auf der linken und der Datensatz die Kraft die Kraft-Skala zuordnen. Wiederholen Sie für 60 ° c.

Drehmoment ist die zugrunde liegende Kraft, die regelt die Drehung und eignet sich für den Betrieb sowohl einfache als auch komplexe Maschinen zu beschreiben.

Ähnlich wie wie eine Nettokraft, die lineare Beschleunigung ein in eine translatorische System verursacht, ist ein net Drehmoment, in der Regel vertreten durch den griechischen Buchstaben t, eine Kraft, die Winkelbeschleunigung ein in einem rotierenden System verursacht.

Jedoch wenn mehrere Drehmomente, die auf einem System erfolgen, um einander auszugleichen, dann wird das net Drehmoment gleich Null sein, und wird das System im Gleichgewicht sein.

Dieses Video soll die Komponenten des Drehmoments zu verstehen, indem man Gewichte an verschiedenen Positionen auf einem frei drehenden Balken, Rotations Gleichgewicht zu erreichen.

Bevor Sie mit Gewichten, um einen Balken zu balancieren, lassen Sie uns erneut die Konzepte von Drehmoment und Drehzahl Gleichgewicht. Ein gutes Beispiel für Drehmoment ist, wenn Sie eine Reifenpanne haben und einen Schraubenschlüssel verwenden, um eine Mutter zu lösen, bevor Sie es ändern können.

Drehmoment ist definiert als das Kreuzprodukt der Kraft und dem Abstand R von der Drehachse an dem die Kraft aufgebracht wird. Diese Distanz wird auch den Hebelarm bezeichnet. Beachten Sie, dass nur die senkrechte Komponente der Kraft, mit der Sünde der Winkel Theta zwischen der Truppe und die Rotation Arm gefunden, die Größe des Drehmoments beiträgt.

Es ergibt sich aus der Gleichung, indem die einwirkende Kraft aus der Mitte des Schlüssels auf Ende den Hebelarm zu verdoppeln und somit das Drehmoment verwendet wird verdoppeln, um die Mutter zu lösen. Wenn die Mutter noch rühren wird nicht, müssen Sie herausfinden, wie man die senkrechte Kraft zu erhöhen.

Betrachten wir nun ein anderes System, wo ein Gewicht der Masse m an einem Balken befestigt ist, die sich drehen kann. Zu wissen, das Verhältnis zwischen linearen und eckige Beschleunigung, und R, beide Seiten der Gleichung multipliziert gibt eine neue Definition für Drehmoment. Nun, mr2 ist nichts, aber das System Rotationsträgheit ich und diese Gleichung des Drehmoments repräsentiert das Rotations Äquivalent von Newtons zweites Gesetz, wo ein Drehmoment Winkelbeschleunigung verursachen kann. Bitte Video Jupiters Wissenschaftsbildung darüber Rotationsträgheit für weitere Informationen zu diesem Thema.

Nun, wenn der Strahl eingeebnet ist und das Gewicht wird entfernt, gibt es kein net Drehmoment auf das System und so muss auch die Winkelbeschleunigung Null sein. Daher das System in Ruhe wird nicht gedreht und soll im Rotations Gleichgewicht sein. Für weitere Informationen zu diesem Konzept bitte das Video auf Gleichgewicht und frei-Körper-Diagramme.

Rotation Gleichgewicht kann auch richtig positionieren Gewichte auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse, hergestellt werden, so dass sie gleichermaßen aufeinander widersetzen. Konventionell, in Bezug auf die Drehachse ist Drehmoment für die Drehung gegen den Uhrzeigersinn positiv und negativ für die Drehung im Uhrzeigersinn.

Nun, dass Sie verstehen, wie Drehmoment ein Rotationssystem auswirken kann, mal sehen, wie diese Kräfte, Gleichgewicht zu erreichen anwenden. Dieses Experiment besteht aus einem Balken mit gleichmäßig angeordneten Haken zum Anbringen von Gewichten, einen Winkelmesser, einer Kraft-Skala und zahlreiche Gewichte mit einer Masse von 100 g und 200 g.

Zunächst werden zwei Gewichte zur rotatorischen Gleichgewicht mit einem 200 g Gewicht verbunden mit den ersten Haken auf der rechten Seite zu etablieren. Den ersten Haken auf der linken Seite eine weitere 200 g Gewicht herstellen sollte den Strahl drehen zu verhindern. Entfernen Sie das Gewicht von der linken Seite und legen Sie ein Gewicht von 100 g in der richtigen Position zum Ausgleich des Drehmoments von der rechten Seite.

Als nächstes drei Gewichte dienen zum Ausgleich des Drehmoments, beginnend mit 100 g Gewichte an den ersten und dritten Haken auf der rechten Seite. Positionieren Sie richtig eine 200 g Gewicht auf der linken Seite, so dass das net Drehmoment auf das System Null ist. Nächste, nehmen Sie das Gewicht und eine 100 g Gewicht, Gleichgewicht wieder herzustellen.

Anschließend werden mehrere Gewichte eingesetzt, um den Strahl mit einem 200 g Gewicht, verbunden mit der vierten Haken auf der rechten Seite auszugleichen. Mit einer beliebigen Kombination von 100 g und 200 g Gewichte, bestimmen Sie drei Konfigurationen auf der linken Seite, die rotatorische Gleichgewicht erreichen können.

Als nächstes mit dem 200 g Gewicht, noch mit der vierten Haken auf der rechten Seite verbunden, berechnen Sie die erforderliche Kraft, um das Drehmoment für jede der Haken auf der linken Seite auszugleichen. Den ersten Haken auf der linken Seite, dafür, dass sie senkrecht zum Strahl, steht beimessen Sie die Kraft-Waage, und ziehen Sie ihn nach unten, bis der Strahl Ebene und Datensatz zwingen Wert. Wiederholen Sie diesen Vorgang für jeden Haken auf der linken Seite.

Zu guter Letzt mit dem 200 g Gewicht noch befestigt, schließen Sie die Kraft-Skala an den dritten Haken auf der linken und die Höhe der Balken an. Und mit einem Winkelmesser, den Balken auf der rechten Seite um 30 Grad drehen lassen. Sicherstellen, dass die Kraft-Waage ist senkrecht zum Strahl, Datensatz den Kraftwert. Erhöhen Sie den Drehwinkel auf 60 Grad und notieren Sie sich diese Kraftwert.

Jeder der ausgewogenen Beam Experimente bestätigt, dass eine ordnungsgemäße Konfiguration von Gewichten Gleichgewicht herstellen kann, wo das net Drehmoment Null. ist Kein net Drehmoment bedeutet, dass keine Winkelbeschleunigung erfolgt und daher der Strahl sich nicht dreht von anderen freigegeben. Dieses Rotations Gleichgewicht zeigt sich insbesondere mit den sechs verschiedenen Konfigurationen von 100 und 200 g Gewichte auf der linken Seite, die die 200 g Gewicht auf den rechten äußersten Haken ausgleichen können.

Im nächsten Experiment erlaubt die Kraft-Waage für ein kontinuierlicher Messung des Drehmoments für Gleichgewicht erforderlich. Da die Kraft senkrecht zum Strahl, ebenso wie das Gewicht ist konnte die Kraft FL im Gleichgewicht berechnet anhand dieser Formel. Und die folgende Tabelle zeigt die berechnete Kraft für verschiedene Haken auf der linken Seite mit einem konstanten 200g Gewicht am äußersten Haken auf der rechten Seite.

Wenn der Strahl durch einen Winkel Theta aus der horizontalen gedreht wird, trägt nur ein Bestandteil der Schwerkraft Gewicht, durch diese Formel das Drehmoment. Infolgedessen die gemessene Kraft wird kleiner sein als der Wert für die Ebene Strahl beobachtet und verringert sich mit zunehmendem Winkel.

Die grundlegenden Prinzipien des Drehmoments können von unschätzbarem Wert sein, wenn Sie versuchen zu verstehen, rotierende mechanische Systeme und wie dies zu Lineartechnik übersetzen kann.

Eine Wippe zeigt perfekt Drehmoment mit Menschen erzeugen Kraft auf beiden Seiten der Dreh-und Angelpunkt, Drehung zu schaffen. Wenn beide Menschen ähnliche Hebelarme haben, die schwerere Gruppe von Menschen wird mehr Drehmoment erzeugen und die andere Gruppe von Menschen emporgehoben werden. Um den schwereren Satz von Menschen aufrichten, müssen sie dagegen ihre Hebelarm verringern, indem rutschen in Richtung der Dreh-und Angelpunkt.

Ein Fahrzeug Drehmoment spielt eine bedeutende Rolle in seiner Leistung, wie offensichtlich von Newtons zweites Gesetz der Winkelbeschleunigung. Für Fahrzeuge mit dem gleichen Trägheitsmoment erzeugt höheres Drehmoment größere Winkelbeschleunigung ist direkt proportional zur linearen Beschleunigung des Fahrzeugs. Ebenso, wenn zwei Fahrzeuge verfügen über die gleiche Beschleunigung, erhöhtes Drehmoment würde Platz für mehr Trägheit und erlauben daher ein Fahrzeug abschleppen eine massive Belastung.

Sie habe nur Jupiters Einführung in Drehmoment beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen die Prinzipien von Drehmoment und wie es verwendet werden, um Rotations Gleichgewicht zu etablieren oder Winkelbeschleunigung zu generieren. Danke fürs Zuschauen!

Results

Schritt 1.2: Schließen Sie eine 100-g-Gewicht in das zweite Loch auf der linken Seite.

Schritt 2.2: Schließen Sie die 200 g Gewicht zum zweiten Loch auf der linken Seite.

Schritt 2.3: Verbinden Sie das 100-g-Gewicht mit dem vierten Loch auf der linken Seite.

Schritt 3.2: Es gibt sechs verschiedene Möglichkeiten:

(1) 200 g - 4th -Loch

(2) 200 g - 1St Loch, 200 g - 3rd Loch

(3) 100 g - 2Nd Loch, 200 g - 3rd Loch

(4) 100 g - 1St Loch, 200 g - 2Nd Loch, 100 g - 3rd Loch

(5) 200 g - 2Nd Loch, 100 g - 4th -Loch

(6) 100 g - 1St Loch, 100 g - 3rd Loch, 100 g - 4th -Loch

Tabelle 1. Ergebnisse für Schritte 3.3 und 3.4.

# Haken Kraft

(N)

Kraft bei 30 Grad

(N)

Kraft zu 60 ° c

(N)

1 8 - -
2 4 - -
3 2.7 2.3 1.3
4 2 - -

Diese Ergebnisse bestätigen die Prognosen von Gleichung 1. Jedes Gewicht verbunden zum Balken stellt ein Drehmoment auf das System. Während Gewichte auf der einen Seite ein Drehmoment in eine Richtung führen, verursachen Gewichte auf der anderen Seite ein Drehmoment in die entgegengesetzte Richtung. Nach Gleichung 2wenn die Summe der Drehmomente auf dem Balken gleich Null, wird der Strahl nicht drehen, wenn von anderen veröffentlicht. In jedem Teil des Experiments wenn der Strahl im Gleichgewicht ist, muss die Drehmomente bis zu Null hinzufügen.

Applications and Summary

Wie bereits erwähnt, nutzt eine einfache Anwendung des Drehmoments einen Schraubenschlüssel, um eine Schraube festziehen. Die wichtige Sache zu erinnern ist, dass Drehmoment zwei Komponenten hat. Wenn es schwierig ist, eine Schraube mit dem Schlüssel in der hand zu ziehen ist, hat ein Arbeitnehmer zwei Optionen. Er kann entweder mehr Gewalt anwenden oder einfach nur einen längeren Schraubenschlüssel. Letzteres ist in der Regel die Wahl einfacher.

Wenn eine Autowerbung etwas Wert des Drehmoments zitiert, ist es eine gute Idee zu achten. Wie durch die Gleichung Equation 4 , Drehmoment macht die Räder auf einem Auto zu beschleunigen. Mehr Drehmoment, mehr Beschleunigung.

Eine Wippe auf dem Spielplatz ist eine perfekte Anwendung des Drehmoments. Der Strahl dreht sich um den Drehpunkt wird, und das Drehmoment durch die Leute sitzen an beiden Enden. Wenn eine Person mehr Masse hat, dann das Drehmoment auf der anderen Seite werden größer und die Person auf der anderen Seite angehoben werden. Um diese Person nach unten, die Person auf dem Boden zu bekommen stellt ein Drehmoment von hochdrücken mit den Beinen gegen die Kraft seiner, Gewicht und er wird wiederum angehoben.

In diesem Experiment wurden die beiden Hauptkomponenten des Drehmoments untersucht. Drehmoment ist das Produkt einer Kraft und der Abstand zwischen der Truppe und eine Drehachse. Indem unterschiedliche Gewichte an verschiedenen Positionen auf einem rotierenden Strahl entstanden unterschiedliche Mengen der Drehmoment. Das etwas höhere Gewicht entsprach einer größeren Kraft und damit ein größeres Drehmoment. Platzierung der Gewichte weiter von der Drehachse erstellt einen größeren Hebelarm, führte in ein größeres Drehmoment als hatte wenn das gleiche Gewicht näher an die Drehachse gelegt. Wenn das gesamte-Drehmoment auf dem Balken gleich Null war, wurde das System im Gleichgewicht.

1. verwenden zwei Gewichte, um die Balken zu balancieren.

  1. Durch den Anschluss einer 200 g Gewicht an den ersten Haken auf der rechten Seite beginnen. Schließen Sie eine 200 g Gewicht an das erste Loch auf der linken Seite. Wenn aus dem Rest entlassen, sollte der Balken nicht drehen.
  2. Entfernen Sie die 200-g-Gewicht von der linken Seite. Bestimmen Sie mit Gleichung 1 wo eine 100-g-Gewicht zum Ausgleich des Drehmoments von der rechten Seite platziert werden müssten. Legen Sie das Gewicht und bestätigen Sie die Vorhersage zu.

2. unter Verwendung drei Gewichte, um die Balken zu balancieren.

  1. Schließen Sie eine 100-g-Gewicht an den ersten Haken auf der rechten Seite. Legen Sie eine 100-g-Gewicht auf Dritte auf der rechten Seite.
  2. Bestimmen Sie, wo eine 200-g-Gewicht auf der linken Seite um die Drehmomente auszugleichen.
  3. Bestimmen Sie, wo eine 100-g-Gewicht auf der linken Seite um die Drehmomente auszugleichen.

3. verwenden mehrere Gewichte auf um den Balken zu balancieren.

  1. Schließen Sie eine 200 g Gewicht an den vierten Haken auf der rechten Seite.
  2. Mit einer beliebigen Kombination von 100 g und 200 g Gewichte finden Sie drei Möglichkeiten, in denen das Drehmoment von der rechten Seite ausgeglichen werden kann, auf der linken Seite.
  3. Schließen Sie mit dem 200-g-Gewicht noch mit der vierten Haken auf der rechten Seite verbunden eine Kraft-Skala an den ersten Haken auf der linken Seite und ziehen Sie, bis es im Gleichgewicht ist. Achten Sie darauf, das Ausmaß der Kraft senkrecht zum Strahl halten. Notieren Sie die Kraft. Dies gilt für jeden Haken auf der linken Seite und zeichnen Sie die Werte.
  4. Verwenden Sie mit dem 200-g-Gewicht noch mit der vierten Haken auf der rechten Seite verbunden einen Winkelmesser, um den Strahl 30 ° zu drehen. Der dritte Haken auf der linken und der Datensatz die Kraft die Kraft-Skala zuordnen. Wiederholen Sie für 60 ° c.

Drehmoment ist die zugrunde liegende Kraft, die regelt die Drehung und eignet sich für den Betrieb sowohl einfache als auch komplexe Maschinen zu beschreiben.

Ähnlich wie wie eine Nettokraft, die lineare Beschleunigung ein in eine translatorische System verursacht, ist ein net Drehmoment, in der Regel vertreten durch den griechischen Buchstaben t, eine Kraft, die Winkelbeschleunigung ein in einem rotierenden System verursacht.

Jedoch wenn mehrere Drehmomente, die auf einem System erfolgen, um einander auszugleichen, dann wird das net Drehmoment gleich Null sein, und wird das System im Gleichgewicht sein.

Dieses Video soll die Komponenten des Drehmoments zu verstehen, indem man Gewichte an verschiedenen Positionen auf einem frei drehenden Balken, Rotations Gleichgewicht zu erreichen.

Bevor Sie mit Gewichten, um einen Balken zu balancieren, lassen Sie uns erneut die Konzepte von Drehmoment und Drehzahl Gleichgewicht. Ein gutes Beispiel für Drehmoment ist, wenn Sie eine Reifenpanne haben und einen Schraubenschlüssel verwenden, um eine Mutter zu lösen, bevor Sie es ändern können.

Drehmoment ist definiert als das Kreuzprodukt der Kraft und dem Abstand R von der Drehachse an dem die Kraft aufgebracht wird. Diese Distanz wird auch den Hebelarm bezeichnet. Beachten Sie, dass nur die senkrechte Komponente der Kraft, mit der Sünde der Winkel Theta zwischen der Truppe und die Rotation Arm gefunden, die Größe des Drehmoments beiträgt.

Es ergibt sich aus der Gleichung, indem die einwirkende Kraft aus der Mitte des Schlüssels auf Ende den Hebelarm zu verdoppeln und somit das Drehmoment verwendet wird verdoppeln, um die Mutter zu lösen. Wenn die Mutter noch rühren wird nicht, müssen Sie herausfinden, wie man die senkrechte Kraft zu erhöhen.

Betrachten wir nun ein anderes System, wo ein Gewicht der Masse m an einem Balken befestigt ist, die sich drehen kann. Zu wissen, das Verhältnis zwischen linearen und eckige Beschleunigung, und R, beide Seiten der Gleichung multipliziert gibt eine neue Definition für Drehmoment. Nun, mr2 ist nichts, aber das System Rotationsträgheit ich und diese Gleichung des Drehmoments repräsentiert das Rotations Äquivalent von Newtons zweites Gesetz, wo ein Drehmoment Winkelbeschleunigung verursachen kann. Bitte Video Jupiters Wissenschaftsbildung darüber Rotationsträgheit für weitere Informationen zu diesem Thema.

Nun, wenn der Strahl eingeebnet ist und das Gewicht wird entfernt, gibt es kein net Drehmoment auf das System und so muss auch die Winkelbeschleunigung Null sein. Daher das System in Ruhe wird nicht gedreht und soll im Rotations Gleichgewicht sein. Für weitere Informationen zu diesem Konzept bitte das Video auf Gleichgewicht und frei-Körper-Diagramme.

Rotation Gleichgewicht kann auch richtig positionieren Gewichte auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse, hergestellt werden, so dass sie gleichermaßen aufeinander widersetzen. Konventionell, in Bezug auf die Drehachse ist Drehmoment für die Drehung gegen den Uhrzeigersinn positiv und negativ für die Drehung im Uhrzeigersinn.

Nun, dass Sie verstehen, wie Drehmoment ein Rotationssystem auswirken kann, mal sehen, wie diese Kräfte, Gleichgewicht zu erreichen anwenden. Dieses Experiment besteht aus einem Balken mit gleichmäßig angeordneten Haken zum Anbringen von Gewichten, einen Winkelmesser, einer Kraft-Skala und zahlreiche Gewichte mit einer Masse von 100 g und 200 g.

Zunächst werden zwei Gewichte zur rotatorischen Gleichgewicht mit einem 200 g Gewicht verbunden mit den ersten Haken auf der rechten Seite zu etablieren. Den ersten Haken auf der linken Seite eine weitere 200 g Gewicht herstellen sollte den Strahl drehen zu verhindern. Entfernen Sie das Gewicht von der linken Seite und legen Sie ein Gewicht von 100 g in der richtigen Position zum Ausgleich des Drehmoments von der rechten Seite.

Als nächstes drei Gewichte dienen zum Ausgleich des Drehmoments, beginnend mit 100 g Gewichte an den ersten und dritten Haken auf der rechten Seite. Positionieren Sie richtig eine 200 g Gewicht auf der linken Seite, so dass das net Drehmoment auf das System Null ist. Nächste, nehmen Sie das Gewicht und eine 100 g Gewicht, Gleichgewicht wieder herzustellen.

Anschließend werden mehrere Gewichte eingesetzt, um den Strahl mit einem 200 g Gewicht, verbunden mit der vierten Haken auf der rechten Seite auszugleichen. Mit einer beliebigen Kombination von 100 g und 200 g Gewichte, bestimmen Sie drei Konfigurationen auf der linken Seite, die rotatorische Gleichgewicht erreichen können.

Als nächstes mit dem 200 g Gewicht, noch mit der vierten Haken auf der rechten Seite verbunden, berechnen Sie die erforderliche Kraft, um das Drehmoment für jede der Haken auf der linken Seite auszugleichen. Den ersten Haken auf der linken Seite, dafür, dass sie senkrecht zum Strahl, steht beimessen Sie die Kraft-Waage, und ziehen Sie ihn nach unten, bis der Strahl Ebene und Datensatz zwingen Wert. Wiederholen Sie diesen Vorgang für jeden Haken auf der linken Seite.

Zu guter Letzt mit dem 200 g Gewicht noch befestigt, schließen Sie die Kraft-Skala an den dritten Haken auf der linken und die Höhe der Balken an. Und mit einem Winkelmesser, den Balken auf der rechten Seite um 30 Grad drehen lassen. Sicherstellen, dass die Kraft-Waage ist senkrecht zum Strahl, Datensatz den Kraftwert. Erhöhen Sie den Drehwinkel auf 60 Grad und notieren Sie sich diese Kraftwert.

Jeder der ausgewogenen Beam Experimente bestätigt, dass eine ordnungsgemäße Konfiguration von Gewichten Gleichgewicht herstellen kann, wo das net Drehmoment Null. ist Kein net Drehmoment bedeutet, dass keine Winkelbeschleunigung erfolgt und daher der Strahl sich nicht dreht von anderen freigegeben. Dieses Rotations Gleichgewicht zeigt sich insbesondere mit den sechs verschiedenen Konfigurationen von 100 und 200 g Gewichte auf der linken Seite, die die 200 g Gewicht auf den rechten äußersten Haken ausgleichen können.

Im nächsten Experiment erlaubt die Kraft-Waage für ein kontinuierlicher Messung des Drehmoments für Gleichgewicht erforderlich. Da die Kraft senkrecht zum Strahl, ebenso wie das Gewicht ist konnte die Kraft FL im Gleichgewicht berechnet anhand dieser Formel. Und die folgende Tabelle zeigt die berechnete Kraft für verschiedene Haken auf der linken Seite mit einem konstanten 200g Gewicht am äußersten Haken auf der rechten Seite.

Wenn der Strahl durch einen Winkel Theta aus der horizontalen gedreht wird, trägt nur ein Bestandteil der Schwerkraft Gewicht, durch diese Formel das Drehmoment. Infolgedessen die gemessene Kraft wird kleiner sein als der Wert für die Ebene Strahl beobachtet und verringert sich mit zunehmendem Winkel.

Die grundlegenden Prinzipien des Drehmoments können von unschätzbarem Wert sein, wenn Sie versuchen zu verstehen, rotierende mechanische Systeme und wie dies zu Lineartechnik übersetzen kann.

Eine Wippe zeigt perfekt Drehmoment mit Menschen erzeugen Kraft auf beiden Seiten der Dreh-und Angelpunkt, Drehung zu schaffen. Wenn beide Menschen ähnliche Hebelarme haben, die schwerere Gruppe von Menschen wird mehr Drehmoment erzeugen und die andere Gruppe von Menschen emporgehoben werden. Um den schwereren Satz von Menschen aufrichten, müssen sie dagegen ihre Hebelarm verringern, indem rutschen in Richtung der Dreh-und Angelpunkt.

Ein Fahrzeug Drehmoment spielt eine bedeutende Rolle in seiner Leistung, wie offensichtlich von Newtons zweites Gesetz der Winkelbeschleunigung. Für Fahrzeuge mit dem gleichen Trägheitsmoment erzeugt höheres Drehmoment größere Winkelbeschleunigung ist direkt proportional zur linearen Beschleunigung des Fahrzeugs. Ebenso, wenn zwei Fahrzeuge verfügen über die gleiche Beschleunigung, erhöhtes Drehmoment würde Platz für mehr Trägheit und erlauben daher ein Fahrzeug abschleppen eine massive Belastung.

Sie habe nur Jupiters Einführung in Drehmoment beobachtet. Sie sollten jetzt verstehen die Prinzipien von Drehmoment und wie es verwendet werden, um Rotations Gleichgewicht zu etablieren oder Winkelbeschleunigung zu generieren. Danke fürs Zuschauen!

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