เนื้อหา
เมื่อใดก็ตามที่คุณหมุนมือจับประตูคุณใช้แรงราวกับว่ามือจับนั้นเป็นคันโยก แรงหมุนนี้เรียกว่าแรงบิดช่วยให้คุณย้ายน้ำหนักได้ด้วยน้ำหนักตัวหนึ่งที่สมดุลกันที่ปลายทั้งสองของคันโยก คุณสามารถหาวิธีการปรับสมดุลและถ่วงดุลในการใช้งานหลายประเภทตั้งแต่เครนก่อสร้างไปจนถึงการผลักประตูเปิดและการใช้สมการสำหรับแรงบิดคุณสามารถกำหนดแรงของน้ำหนักและระยะทางตามคันโยกที่ต้องการ
สมการแรงบิด
คันโยกทุกคันที่มีน้ำหนักเพื่อความสมดุลและแรงถ่วงที่แตกต่างกันจะขึ้นอยู่กับศูนย์กลางซึ่งเป็นจุดที่แขนของคันโยกมาบรรจบกัน ศูนย์กลางควรอยู่ระหว่างน้ำหนักทั้งสองที่ปลายทั้งสองของคันโยกจนเกิดแรงหมุน
คันโยกเหล่านี้ให้คุณใช้น้ำหนักกับปลายทั้งสองซึ่งทำให้น้ำหนักถ่วงซึ่งกันและกัน แรงบิดหรือที่เรียกว่าโมเมนต์หรือโมเมนต์ของแรงช่วยให้คุณสามารถเปรียบเทียบระยะทางและแรงระหว่างสองน้ำหนักของคันโยก
น้ำหนักสมดุลสูตร
ผลิตภัณฑ์ของแรงถ่วงและระยะทางที่ตั้งอยู่บนแขนของคันโยกเท่ากับน้ำหนักของอีกด้านหนึ่ง ทางคณิตศาสตร์สูตรสมดุลน้ำหนักศูนย์กลางคือ Fอี dอี = Fล. × dล. สำหรับแรงพยายาม Fอีระยะทางถึงศูนย์กลาง dอีโหลดแรง Fd และระยะทางถึงศูนย์กลาง dล..
แรงโหลดและแรงพยายามอธิบายน้ำหนักที่ด้านข้างของคันโยกทั้งสองและพวกเขาถ่วงดุลซึ่งกันและกัน ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถใช้แรงโหลดและแรงพยายามเป็นตุ้มน้ำหนักและถ่วงถ่วงในแอปพลิเคชันเหล่านี้
ถ้าคุณรู้มุม "ทีต้า" θ ระหว่างคันของแขนและทิศทางของแรงที่มีต่อน้ำหนักคุณสามารถรวมไว้ในเครื่องคำนวณน้ำหนักสมดุลของศูนย์กลางเพื่อเขียนแรงบิดเป็นแรงบิด "tau" τ = F × R sin_θ_ มุมนี้ทำให้แน่ใจว่าแรงถูกนำไปใช้ในทิศทางที่เหมาะสมพร้อมกับแขนคันโยก
เครื่องคิดเลขน้ำหนักศูนย์กลาง
หน่วยของแรงและระยะทางควรตรงกันทั้งสองข้างของสมการ หากคุณใช้ปอนด์เพื่อวัดน้ำหนักของแรงอย่าลืมแปลงเป็นนิวตันเพื่อให้ได้แรงจริง คุณสามารถใช้การแปลงที่ 0.454 กิโลกรัมเท่ากับ 1 ปอนด์หรือ 4.45 นิวตันเท่ากับ 1 ปอนด์
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณวัดระยะทางจากวัตถุบนคันโยกแขนไปจนถึงจุดศูนย์กลาง เครื่องคิดเลขระยะทางศูนย์กลางนี้ช่วยให้คุณเปรียบเทียบน้ำหนักรถเครนหรือรถยกที่จะใช้ในการยกน้ำหนักหนัก
การคำนวณถ่วงน้ำหนักเครนเคลื่อนที่
ลองนึกภาพเครนมือถือกำลังยกคานเหล็กที่มีน้ำหนักหนึ่งตันหรือ 2,000 ปอนด์ที่ 50 ฟุตโดยมีน้ำหนักถ่วงตั้งอยู่ 20 ฟุตที่อีกด้านหนึ่งของศูนย์กลาง แรงที่ใช้ทำมุม 90 °กับแขนแต่ละข้างของคานเครน คำนวณน้ำหนักถ่วงที่ปั้นจั่นเคลื่อนที่สามารถใช้ได้ในระยะนี้
เนื่องจากแรงถูกนำไปใช้ที่มุม 90 °องค์ประกอบsin_θ_จะเท่ากับ sin_ (90 °) หรือ 1. การใช้สมการ _Fอี × dอี = Fล. × dล., แรงบิดสำหรับน้ำหนักหรือความพยายามนั้นคือ 2,000 ปอนด์คูณ 50 ฟุตหรือ 100,000 ปอนด์สำหรับน้ำหนัก น้ำหนักถ่วงหรือแรงถ่วงคือ 100,000 ปอนด์ฟุตหารด้วย 20 ฟุตหรือ 5,000 ปอนด์
เมื่อแรงที่ปลายทั้งสองของคันโยกเท่ากันคันโยกจะอยู่ในภาวะสมดุล ที่ความสมดุลแรงสุทธิเป็นศูนย์และไม่มีการเร่งความเร็วเพิ่มเติมในระบบ คุณสามารถตั้งค่าผลรวมของกองกำลังบนรถเครนเคลื่อนที่หรือรถยกเท่ากับศูนย์เมื่อระบบไม่เร่งหรือชะลอความเร็วอีกต่อไป