Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Sådan beregnes bremsemoment

Drejningsmoment er en kraft, der udøves på en genstand; denne kraft har tendens til at få genstanden til at ændre omdrejningshastigheden. En bil er afhængig af drejningsmoment for at komme til et stop. Bremseklodserne udøver en friktionskraft på hjulene, hvilket skaber et drejningsmoment på hovedakslen. Denne kraft forhindrer akselens aktuelle rotationsretning, og dermed stopper bilens fremadgående bevægelse.

Trin

Tegn et fritkroppediagram. Et frit kropsdiagram isolerer en genstand og erstatter alle eksterne genstande med vektor eller torsionskræfter. Dette giver dig mulighed for at summe kræfter og bestemme netkraften og drejningsmomentet, der virker på en genstand.

Vis alle kræfter, der virker på køretøjet, da føreren begynder at bremse. Der er gravitationens nedadgående kraft, og der er også den opadgående kraft, der udøves af vejen. Disse to kræfter er lige og modsatte, så de afbryder hinanden. Den resterende kraft er den friktionskraft, der udøves af vejen, som virker vandret i retning modsat køretøjets bevægelse. Antag at du analyserer en 2.000 kilo Jeep, der lige er begyndt at bremse. Dit diagram ville vise to lige og modsatte lodrette kræfter på 19.620 Newtons, som summen op til nul og en vis ubestemt horisontal kraft.

Bestem vejens vandrette kraft ved hjælp af Newtons anden lov - kraften på et objekt svarer til dens massetider sin acceleration. Du kan formentlig enten kende eller kan få vægten af ​​køretøjet fra fabrikantens specifikationer, men du skal beregne hastigheden af ​​deceleration. En af de enkleste måder at gøre dette på er at antage en gennemsnitlig deceleration fra det tidspunkt, hvor bremserne først påføres, til frigivelsestidspunktet. Decelerationen er så den samlede ændring i hastighed divideret med den tid, der er gået under bremseprocessen. Hvis jeepen gik fra en hastighed på 20 meter pr. Sekund ned til 0 meter pr. Sekund om 5 sekunder, så ville den gennemsnitlige deceleration være 4 meter pr. Sekund pr. Sekund. Den krævede kraft til at forårsage denne deceleration svarer til 2.000 kg * 4 m /s /s, hvilket svarer til 8 000 Newton.

Beregn det drejningsmoment, som vejens kraft forårsager om akslen. Fordi drejningsmoment svarer til krafttider sin afstand fra rotationspunktet, er drejningsmomentet lig med vejens kraft gange hjulets radius. Vejens kraft er den lige og modsatte torsionsreaktion forårsaget af bremserne, så bremsemomentet er ens i størrelse og modsat i retning af det drejningsmoment, der udøves af vejen. Hvis jeephjulet har en radius på 0,25 meter, er bremsemomentet lig med 8000 N * 0,25 m eller 2,000 Newton meter.

TL; DR (for længe, ​​ikke læst)

Du kan blive forvirret med, at der er flere hjul, og køretøjet vil distribuere en vis vægt over hver enkelt. Det samlede drejningsmoment afhænger dog stadig af den mængde vandret kraft, der kræves for at stoppe køretøjet. Hvis der er både for- og bagbremseklodser, og du vil kende det drejningsmoment, der udøves af hvert sæt, kan du estimere, at hvert sæt bidrager med halvdelen af ​​det samlede drejningsmoment.

Klik for at udvide hele teksten