Innehåll
Momentet är en kraft som utövas på ett föremål; denna kraft tenderar att få föremålet att ändra dess rotationshastighet. En bil förlitar sig på vridmomentet för att stoppa. Bromsbelägget utövar en friktionskraft på hjulen, vilket skapar ett vridmoment på huvudaxeln. Denna kraft hindrar axlarnas nuvarande rotationsriktning, vilket stoppar bilarna framåt.
Steg
Rita ett frikroppsdiagram. Ett frikroppsdiagram isolerar ett objekt och ersätter alla externa objekt med vektor- eller vridkrafter. Detta gör att du kan summera krafter och bestämma nettokraften och vridmomentet som verkar på ett föremål.
Visa alla krafter som verkar på fordonet när föraren börjar bromsa. Det finns tyngdkraften nedåt, och det finns också den uppåtgående kraften som utövas av vägen. Dessa två krafter är lika och motsatta, så de avbryter varandra. Den återstående kraften är den friktionskraft som utövas av vägen, som verkar horisontellt i motsatt riktning mot fordonets rörelse. Anta som exempel att du analyserar en jeep på 2 000 kg som just har börjat bromsa. Ditt diagram skulle visa två lika och motsatta vertikala krafter på 19 620 Newton, som summerar till noll, och en viss obestämd horisontell kraft.
Bestäm vägens horisontella kraft med hjälp av Newtons andra lag - kraften på ett objekt är lika med sin massa gånger dess acceleration. Du antagligen antingen vet eller kan få fordonets vikt från tillverkarens specifikationer, men du måste beräkna hastigheten för retardation. Ett av de enklaste sätten att göra detta är att anta en genomsnittlig retardationshastighet från det att bromsarna först applicerades till frigöringspunkten. Retardationen är då den totala hastighetsförändringen dividerad med den tid som förflutit under bromsningsprocessen. Om Jeep gick från en hastighet på 20 meter per sekund ner till 0 meter per sekund på 5 sekunder, så skulle dess genomsnittliga retardation vara 4 meter per sekund per sekund. Kraften som krävs för att orsaka denna retardation är 2 000 kg * 4 m / s / s, vilket motsvarar 8 000 Newton.
Beräkna vridmomentet som kraftens kraft orsakar om axeln. Eftersom vridmomentet är lika med kraften gånger dess avstånd från rotationspunkten är vridmomentet lika med kraften på vägen gånger hjulets radie. Vägen är kraftig och motsatt vridningsreaktion orsakad av bromsarna, så bromsmomentet är lika stort och motsatt i riktning till det vridmoment som utövas av vägen. Om Jeeps-hjulet har en radie på 0,25 meter, är bromsmomentet lika med 8 000 N * 0,25 m, eller 2 000 Newton-meter.