Indhold
Hver gang du drejer et dørhåndtag, anvender du en kraft, som om håndtaget var en håndtag. Denne rotationskraft, kendt som drejningsmoment, giver dig mulighed for at bevæge vægte med den ene vægt, der balanserer den anden i begge ender af håndtaget. Du kan finde denne metode til afbalancering og modvægt i mange anvendelser fra konstruktionskraner til at skubbe døre op, og ved hjælp af ligningen for drejningsmoment kan du bestemme vægten og afstanden langs den nødvendige håndtag.
Moment ligning
Hvert greb, med sine vægte til at balance og modveje forskellige kræfter, er afhængigt af et hjul, det punkt, hvorpå armene på håndtaget mødes. Hjælpestøtten skal ligge mellem begge vægte i hver ende af håndtaget, så rotationskraften kan forekomme.
Disse håndtag giver dig mulighed for at anvende en vægt i begge ender, så vægterne modvirker hinanden. Drejningsmomentet, også kaldet kraftmomentet eller momentet, giver dig mulighed for at sammenligne afstanden og kraften mellem håndtagerens to vægte.
Fulcrum vægtbalanceformel
Produktet af vægtkraften og afstanden, hvorpå det er placeret på armen af armen, er lig med vægten på den anden side. Matematisk er vægtbalanceformlen på omdrejningspunktet Fe de = Fl × dl for indsatsstyrken Fe, dens afstand til hjulstræk de, belastningskraft Fd og dets afstand til hjul dl.
Belastningskraften og indsatsstyrken beskriver vægten på hver side af håndtaget, og de modvirker hinanden. Dette betyder, at du kan bruge belastnings- og indsatsstyrkerne som vægte og modvægtsvægte i disse applikationer.
Hvis du kender vinklen "theta" θ mellem armen på armen og styrkenes retning på vægten, kan du inkludere den i vægtbalanceberegneren for hjul for at skrive drejningsmoment som drejningsmoment "tau" τ = F × r sin_θ_. Denne vinkel sørger for, at kraften udøves i den passende retning langs geararmen.
Fulcrum vægtbalanceberegner
Enhederne for kraft og afstand skal matche op for begge sider af ligningen. Hvis du bruger pund til at måle styrkenes vægt, skal du huske at konvertere den til Newton for at få den faktiske kraft. Du kan bruge den konvertering, at 0,454 kg er lig med 1 pund, eller at 4,45 newton svarer til 1 pund.
Sørg for at måle afstanden fra genstanden på håndtagsarmen til hjørnepunktet. Denne fulcrum-afstandskalkulator giver dig mulighed for at sammenligne de vægte, en kran eller gaffeltruck ville bruge til at løfte tunge vægte.
Beregning af vægt på mobilkran
Forestil dig, at en mobilkran løftede en stålbjælke, der vejer et ton, eller 2.000 pund, ved 50 fod med en modvægt, der var placeret 20 fod på den anden side af hjulbåndet. Kræfterne påføres i 90 ° vinkler på hver arm på kranarmen. Beregn den modvægt, som mobilkranen kunne bruge i denne afstand.
Fordi kræfterne påføres i 90 ° vinkler, ville sin_θ_-komponenten være lig sin_ (90 °), eller 1. Brug af ligningen _Fe × de = Fl × dl, drejningsmomentet for vægten eller kræfterne er derefter 2.000 pund gange 50 fod eller 100.000 pund fødder for vægten. Modvægten eller lastkraften er derefter 100.000 pund fødder divideret med 20 fod eller 5.000 pund.
Når kræfterne i begge ender af håndtaget er ens, er håndtaget i ligevægt. Ved ligevægt er nettokraften nul, og der er ingen yderligere acceleration i systemet. Du kan indstille summen af kræfterne på en mobil kran eller gaffeltruck lig med nul, når systemet ikke længere accelererer eller decelererer.