Невеликі нагадування про м; каніка
Невеликі нагадування про основи
Міцність: Зараз сила виражається в ньютонах, тоді як раніше вона виражалась у кг. Ньютон представляє силу, яка передає тілу масою 1 кілограм прискорення 1 метр в секунду в квадраті. 1 м/с2 відповідає прискоренню рухомого об'єкта, оживленого рівномірно зміненим рухом, швидкість якого змінюється за 1 секунду на 1 метр в секунду.
F (N) = маса (кг) x прискорення (м/с²)
Сила тяжіння 9,81 м/с², сила, яка діє під дією маси 5 кг, дорівнює: 5 (кг) x 9,81 (м/с²) = 49 Ньютон
Робота: У фізичному сенсі цього терміну існує "робота", коли сила F рухає тіло на певну відстань, наприклад, піднімаючи масу 75 кг на висоту 1 метр. Робота була розрахована в кілограмах (кгм), але система СІ тепер використовує джоуль (J), який представляє підйом від 1N до висоти 1 метра, тобто 0,102 кгм. Один кгм дорівнює 9,81 Дж.
Робота = сила (N) x пройдена відстань по вертикалі (м) = Джоуль (J)
Значення роботи для переміщення маси 75 кг на висоту 1 метр становить: 75 (кг) х 9,81 (м/с²) х 1 (м) = 736 (Дж)
Потужність: Потужність - це виконана робота, поділена на час, витрачений на неї. Таким чином, кінська сила відповідає підйому на 75 кг до висоти 1 метра за одну секунду (1hp = 75 кгм/с), а кВт - потужність, необхідна для підняття 1000 Н до 1 метра за 1 секунду. 1 кВт = 1,36 к. С. І 1 к.с. = 736 Вт
Прямолінійний рух: Потужність (Вт) = Сила (Н) x Прямолінійна швидкість переміщення (м/с)
Круговий рух: Потужність (Вт) = Крутний момент (Нм) x Швидкість обертання (рад/с) див. "Застосування понять потужності та крутного моменту"
Потужність, яку розвиває людина, піднімаючи вагу 10 кг на висоту 1 метр за 2 секунди, дорівнює:
P (W) = 10 (kg) x 9,81 (m/s²) x 1 (m)/2 (s) = 49 (W)
Пара: Крутний момент = сила x важіль або M = F x d
Важіль - це відстань між точкою повороту важеля і точкою прикладання сили на важіль. За допомогою короткого важеля та великого зусилля можливий той самий крутний момент, що і у випадку з довгим важелем важеля та меншим зусиллям. Крутний момент виражається в Нм.
Жінка, що застосовує силу 100 Н, щоб послабити гайку гайковим ключем довжиною 0,5 метра:
Напружений крутний момент (Нм) = 100 (Н) x 0,5 (м) = 50 Нм
Застосування понять потужності та крутного моменту: Намагаючись повернути ключ у замку, кермі, крані, прикрутити пробку або гайку, ми робимо крутний момент на ці предмети. Якщо об’єкт обертається, виконується певна робота. Потужність, що розвивається, більша, оскільки часу, необхідного для виконання даної роботи, мало.
Велосипедист, натискаючи на педаль повну вагу, створює крутний момент, який вимірювався в кілограмах (мкг). Якщо цей велосипедист важить 90 кг і якщо педаль довжина 0,17 м, отриманий крутний момент дорівнює 90 х 0,17 = 15,3 мкг, або у 1,6-літрового двигуна. Але якщо потужність цього двигуна більша, ніж у велосипедиста, це відбувається тому, що він обертається швидше, оскільки крутний момент - це лише одна з двох складових потужності, інша - швидкість обертання. Сходження на краплю передбачає рішучу роботу; чим вище частота обертання картера або двигуна, тим швидше буде виконана робота при тому самому крутному моменті.
Аналогія: робота (J) = сила (N) x висота зміщення сили (м)
Потужність = крутний момент х швидкість обертання (кругове переміщення)
Тому потужність розраховується шляхом множення крутного моменту на кутову швидкість, також відому як швидкість обертання.
Потужність (кВт) = Крутний момент (Нм) x Швидкість обертання (об/хв) x 2 Пі/(60 х 1000)
Потужність (к.с.) = Крутний момент (Нм) x Швидкість обертання (об/хв) x 2 Пі/(60 * 736)
Крутний момент, що розвивається двигуном, вимірюється на випробувальному стенді при різних швидкостях. Підключивши точки вимірювання, ми отримуємо його криву крутного моменту. Потім крива потужності обчислюється з використанням попередніх виразів.
Шестерні редуктора мають зуби для передачі потужності. Навіть якщо два зубчастих колеса мають різну кількість зубів, вхідна потужність буде відновлена з веденого (в межах 2% втрат), але крутний момент і швидкість будуть змінюватися пропорційно до відповідної кількості зубів. Наприклад, якщо 10-зубчаста шестерня приводить в рух 40-зубчасте колесо, передавальне число дорівнює 4. Вихідні об/хв (частота обертання двигуна) буде розділено на 4, а крутний момент помножений на 4 (потужність повністю передана, отже вхідна потужність = вихідна потужність ).
Характерні криві двигуна Audi: поперечний 4-циліндровий бензиновий двигун потужністю 1,8 т, що розвиває 150 кінських сил (110 кВт). Постійний крутний момент (горизонтальна лінія Нм) відповідає лінійному збільшенню потужності (коса лінія). Постійна потужність (горизонтальна лінія кВт) походить від кривої крутного моменту в гіперболі, яка називається гіперболою рівносильності.