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Drehmoment

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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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