We worden dagelijks blootgesteld aan eenvoudige systemen die moeten worden gedraaid. Als voorbeeld kunnen we het openen van ingeblikte voedseldeksels, deuren, tangen, wielmoersleutels, enz. noemen. O koppel is de hoeveelheid die verband houdt met de rotatie van een systeem. Voor rotatie is het noodzakelijk om een koppel toe te passen.
Ook wel genoemd moment van kracht, het koppel is a Vector grootheid dat resulteert uit het product tussen a between kracht loodrecht toegepast op een punt en de afstand van het gebied van toepassing van de kracht en de rotatie-as.
M = F. X
De termen van de vergelijking en de respectieve maateenheden zijn:
M = Koppel of krachtmoment (N.m);
F = uitgeoefende kracht (N);
X = Hefboomarm (m): afstand tussen het krachtpunt en de draaiingsas.
Hoe langer de hefboom, hoe minder kracht het systeem nodig heeft om te draaien. Er zal meer inspanning nodig zijn om rotatie te genereren als de kracht te dicht bij de rotatie-as wordt uitgeoefend. Als de deurkrukken dicht bij de scharnieren waren bevestigd, de draaiassen, zou de kracht die nodig is om een deur te draaien om deze te openen of te sluiten, te groot zijn. Daarom
de handgrepen worden zo ver mogelijk van de scharnieren verwijderd, waardoor het minder inspanning kost om de deur te verplaatsen.Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
De wielsleutelbehuizing
Stel je voor dat een chauffeur de band verveeld van een auto. Meestal wordt dit soort werk uitgevoerd met een wielsleutel die lijkt op deze:
Voor de beste efficiëntie moet de bestuurder de uiteinden van het gereedschap forceren en het met beide handen in dezelfde richting draaien.
geïdealiseerde situatie
Stel je voor dat het koppel dat nodig is om een wielbout te laten draaien 100 N.m is. Door met beide handen 40 cm (0,4 m) van het draaipunt te duwen, probeert een bestuurder de schroeven te verwijderen. Welke kracht zou er door elke hand moeten worden uitgeoefend om het systeem te laten draaien?
Door de draairichting tegen de klok in als positief aan te nemen, wordt het koppel als volgt bepaald:
M = F. X
100 = V. 0,4
F = 100 ÷ 0,4
F = 250 N
We kunnen concluderen dat de kracht die door elk van de handen in de rotatie wordt uitgeoefend, 250 N is, wat neerkomt op een kracht van 500 N voor het systeem om te roteren.
Het is altijd effectiever om met beide handen het systeem te draaien dan met slechts één hand, zoals in de afbeelding hierboven.
Door Joab Silas
Afgestudeerd in natuurkunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
JUNIOR, Joab Silas da Silva. "Het moment van een wielsleutel berekenen"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calculando-torque-uma-chave-roda.htm. Betreden op 27 juni 2021.
