Wie berechnen Drehmoment, die nicht senkrecht zu der Hebelarm

Mit Prinzipien der Physik, wenn Sie eine teilweise offene Tür in die gleiche Richtung drücken, wie Sie eine geschlossene Tür schieben, erstellen Sie ein anderes Drehmoment wegen des nicht-rechten Winkel zwischen Kraft und der Tür.

Werfen Sie einen Blick auf Diagramm A in der Figur eine Person hartnäckig zu sehen versucht, eine Tür zu öffnen, indem entlang der Tür in Richtung des Scharniers schieben. Sie wissen, dass diese Methode keine Drehbewegung erzeugen, weil die Person, die Kraft keinen Hebelarm hat die erforderliche Drehkraft zu erzeugen. In diesem Fall ist der Hebelarm Null ist, so ist es klar, dass selbst wenn Sie eine Kraft in einem bestimmten Abstand entfernt von einem Drehpunkt gilt, dass Sie nicht immer ein Drehmoment erzeugen. Die Richtung, die Sie gelten die Kraft auch zählt.

Drehmoment zu erzeugen ist, wie Sie offene Türen, ob Sie schnell haben, um eine Autotür Pop oder hebeln langsam eine Bank-Tresortür öffnen. Aber wie finden Sie heraus, wie viel Drehmoment Sie erzeugen? Zuerst berechnen Sie den Hebelarm, und dann multiplizieren Sie diesen Hebelarm durch die Kraft, das Drehmoment zu erhalten.

Werfen Sie einen Blick auf das Diagramm B in der Abbildung. Sie wenden eine Kraft auf die Tür in einem gewissen Winkel,

Die Kraft kann die Tür zu öffnen, aber es ist nicht eine sichere Sache, weil, wie Sie aus der Figur kann sagen, Sie gelten weniger eine Drehkraft hier. Was Sie tun müssen, um den Hebelarm zuerst finden. Wie Sie im Diagramm B sehen können, wenden Sie die Kraft in einem Abstand r von dem Gelenk. Wenn Sie diese Kraft senkrecht zur Tür gelten, die Länge des Hebelarmes wäre r, und Sie würden das Drehmoment (dargestellt durch den griechischen Buchstaben tau) erhalten:

Aber das ist hier nicht der Fall, weil die Kraft nicht senkrecht zur Tür.

Das Hebelarm bei dem der effektive Abstand vom Drehpunkt der Kraft senkrecht wirkt. Bild Bewegen der Punkt, an dem die Kraft aufgebracht wird, die Durchführung der Kraftvektor entlang, ohne seine Richtung zu ändern. Wenn Sie zu einer Stelle zu bewegen, wo die Kraft zu einer Linie von der Drehachse senkrecht ist, ist der Abstand von dieser Stelle zur Achse der Hebelarm.

Um zu sehen, wie das funktioniert, werfen Sie einen Blick auf das Diagramm B in der Figur, in dem Sie einen Hebelarm vom Drehpunkt ziehen kann, so dass die Kraft, die senkrecht zum Hebelarm ist. Dazu erweitern die Kraftvektor, bis Sie eine Linie von der Drehpunkt ziehen kann, die senkrecht zur Kraftvektor ist. Sie erstellen ein neues Dreieck. Der Hebelarm und die Kraft im rechten Winkel in Bezug zueinander, so dass Sie erstellen ein rechtwinkliges Dreieck. Der Winkel zwischen der Kraft und der Tür

und der Abstand von dem Gelenk, an dem Sie die Kraft anzuwenden ist r (Die Hypotenuse des rechtwinkligen Dreiecks), so dass der Hebelarm wird

Wann

auf Null geht, so auch der Hebelarm, so dass es kein Drehmoment (Diagramm A in der Abbildung zu sehen). Du weißt, dass

Dies ist eine allgemeine Gleichung: wenn Sie eine Kraft mit einer Stärke von anwenden F in einem Abstand r von einem Drehpunkt, wo der Winkel zwischen Vektor r und der Kraftvektor F ist

das Drehmoment Sie haben eine Größe von produzieren # 8232;

So zum Beispiel, wenn

F = 200 Newton, und r = 1,0 Meter, Sie bekommen

Diese Zahl ist weniger als man erwarten würde, wenn man nur senkrecht zur Tür schieben (die 200 Newtonmeter sein würde).