Innehåll
- Momentekvation
- Fulcrum Weight Balance Formula
- Fulcrum Weight Balance Calculator
- Motviktberäkning för mobil kran
När du vrider på ett dörrhandtag tillämpar du en kraft som om handtaget var en spak. Denna rotationskraft, känd som vridmoment, låter dig flytta vikter med en vikt balansera den andra i båda ändarna av spaken. Du hittar denna metod för balansering och balansering i många tillämpningar från konstruktionskranar till att öppna dörrar, och med ekvationen för vridmoment kan du bestämma kraften på vikten och avståndet längs spaken som behövs.
Momentekvation
Varje spak, med sina vikter för att balansera och motverka olika krafter, förlitar sig på ett stöd, den punkt där armens armar möts. Stommen ska ligga mellan båda vikterna i vardera änden av spaken så att rotationskraften kan uppstå.
Med dessa spakar kan du applicera en vikt i båda ändarna så att vikterna motverkar varandra. Vridmomentet, även kallad kraftmomentet eller momentet, låter dig jämföra avståndet och kraften mellan spaken på två spår.
Fulcrum Weight Balance Formula
Produkten från viktskraften och avståndet på vilket den ligger på spaken är lika med vikten på andra sidan. Matematiskt är formen för viktbalansens balans Fe de = Fl × dl för ansträngningskraften Fe, dess avstånd till stödpunkterna de, lastkraft Fd och dess avstånd till stödpunkterna dl.
Lastkraften och ansträngningskraften beskriver vikterna på vardera sidan av spaken och de motverkar varandra. Detta betyder att du kan använda last- och ansträngningskrafterna som vikter och motviktvikter i dessa applikationer.
Om du vet vinkeln "theta" θ mellan armens spak och kraftsriktningen på vikten, kan du inkludera den i räknarens viktbalansräkning för att skriva vridmoment som vridmoment "tau" τ = F × r sin_θ_. Denna vinkel ser till att kraften appliceras i rätt riktning längs hävarmarna.
Fulcrum Weight Balance Calculator
Enheterna för kraft och avstånd ska matcha båda sidorna av ekvationen. Om du använder kilo för att mäta kraften vikt, kom ihåg att konvertera den till Newton för att få den faktiska kraften. Du kan använda omvandlingen att 0,454 kilogram är lika med 1 pund eller att 4,45 newton motsvarar 1 pund.
Se till att du mäter avståndet från föremålet på hävarmsarmen till stödbenet. Den här avståndskalkylatorn för helkretsen låter dig jämföra vikterna en kran eller truck skulle använda för att lyfta tunga vikter.
Motviktberäkning för mobil kran
Föreställ dig att en mobil kran lyftte en stålbjälke som vägde ett ton, eller 2 000 pund, på 50 fot med en motvikt 20 meter på andra sidan av båren. Krafterna appliceras i 90 ° vinklar på varje arm på kranarmen. Beräkna motviktsvikten som mobilkranen kan använda på detta avstånd.
Eftersom krafterna appliceras i 90 ° vinklar skulle sin_θ_-komponenten vara lika med sin_ (90 °), eller 1. Använd ekvationen _Fe × de = Fl × dl, vridmomentet för vikten, eller ansträngningskraften, är då 2 000 pund gånger 50 fot, eller 100 000 pund fot för vikten. Motviktens vikt, eller lastkraft, är då 100 000 pund-fot dividerat med 20 fot, eller 5 000 pund.
När krafterna i vardera änden av spaken är lika är spaken i jämvikt. Vid jämvikt är nettokraften noll och det finns ingen ytterligare acceleration i systemet. Du kan ställa in summan av krafterna på en mobil kran eller gaffeltruck lika med noll när systemet inte längre accelererar eller retelererar.