NộI Dung
- Phương trình mô-men xoắn
- Công thức cân bằng trọng lượng Fulcrum
- Máy tính cân nặng Fulcrum
- Tính toán đối trọng cần cẩu di động
Bất cứ khi nào bạn xoay tay nắm cửa, bạn tác dụng một lực như thể tay cầm là một đòn bẩy. Lực quay này, được gọi là mô-men xoắn, cho phép bạn di chuyển trọng lượng với một trọng lượng cân bằng với trọng lượng khác ở hai đầu của đòn bẩy. Bạn có thể tìm thấy phương pháp cân bằng và đối trọng này trong nhiều ứng dụng từ cần cẩu xây dựng đến cửa đẩy mở, và bằng cách sử dụng phương trình mô-men xoắn, bạn có thể xác định lực của trọng lượng và khoảng cách dọc theo cần số.
Phương trình mô-men xoắn
Mỗi đòn bẩy, với trọng lượng của nó để cân bằng và đối trọng các lực khác nhau, đều dựa vào một điểm tựa, điểm mà tại đó cánh tay đòn bẩy gặp nhau. Điểm tựa phải nằm giữa cả hai trọng lượng ở hai đầu của đòn bẩy để có thể xảy ra lực quay.
Các đòn bẩy này cho phép bạn áp dụng một trọng lượng cho cả hai đầu sao cho các trọng số đối trọng nhau. Mô-men xoắn, còn được gọi là thời điểm hoặc thời điểm của lực, cho phép bạn so sánh khoảng cách và lực giữa hai trọng lượng của đòn bẩy.
Công thức cân bằng trọng lượng Fulcrum
Tích của lực cân và khoảng cách mà nó nằm trên cánh tay đòn bằng với trọng lượng ở phía bên kia. Về mặt toán học, công thức cân bằng trọng lượng là ĐỤe Cười mở miệnge = Ftôi × Cười mở miệngtôi cho lực lượng nỗ lực ĐỤe, khoảng cách của nó đến điểm tựa Cười mở miệnge, lực tải ĐỤCười mở miệng và khoảng cách của nó đến điểm tựa Cười mở miệngtôi.
Lực tải và lực nỗ lực mô tả các trọng số ở hai bên của đòn bẩy và chúng đối trọng với nhau. Điều này có nghĩa là bạn có thể sử dụng các lực tải và lực như trọng lượng và trọng lượng đối trọng trong các ứng dụng này.
Nếu bạn biết góc "theta" θ giữa đòn bẩy của cánh tay và hướng của lực lên trọng lượng, bạn có thể đưa nó vào máy tính cân bằng trọng lượng điểm tựa để viết mô-men xoắn như mô-men xoắn "tau" = = F × r sin_θ_. Góc này đảm bảo rằng lực được tác dụng theo hướng thích hợp bên cạnh cánh tay đòn.
Máy tính cân nặng Fulcrum
Các đơn vị cho lực và khoảng cách phải phù hợp với cả hai mặt của phương trình. Nếu bạn sử dụng pound để đo trọng lượng của lực, hãy nhớ chuyển đổi nó sang newton để có được lực thực tế. Bạn có thể sử dụng chuyển đổi rằng 0,454 kilogam bằng 1 pound hoặc 4,45 newton tương đương 1 pound.
Hãy chắc chắn rằng bạn đo khoảng cách từ đối tượng trên cánh tay đòn đến điểm tựa. Máy tính khoảng cách điểm tựa này cho phép bạn so sánh trọng lượng mà một cần cẩu hoặc xe nâng sẽ sử dụng để nâng các vật nặng.
Tính toán đối trọng cần cẩu di động
Hãy tưởng tượng một cần cẩu di động đang nâng một dầm thép nặng một tấn, hoặc 2.000 pounds, ở độ cao 50 feet với một đối trọng nằm ở phía bên kia của điểm tựa. Các lực được áp dụng ở góc 90 ° cho mỗi cánh tay của cần trục. Tính trọng lượng đối trọng mà cần cẩu di động có thể sử dụng ở khoảng cách này.
Vì các lực được áp dụng ở các góc 90 °, thành phần sin_θ_ sẽ bằng sin_ (90 °) hoặc 1. Sử dụng phương trình, _Fe × Cười mở miệnge = Ftôi × Cười mở miệngtôi, mô-men xoắn cho trọng lượng, hoặc lực nỗ lực, sau đó là 2.000 pound lần 50 feet, hoặc 100.000 pound-feet đối với trọng lượng. Trọng lượng đối trọng, hoặc lực tải, sau đó, 100.000 pound-feet chia cho 20 feet, hoặc 5.000 pounds.
Khi các lực ở hai đầu của đòn bẩy bằng nhau, đòn bẩy ở trạng thái cân bằng. Ở trạng thái cân bằng, lực ròng bằng không và không có gia tốc bổ sung trong hệ thống. Bạn có thể đặt tổng lực trên cần trục di động hoặc xe nâng bằng 0 khi hệ thống không còn tăng tốc hoặc giảm tốc.