การคำนวณแรงบิดของประแจล้อ

เราต้องเผชิญกับระบบง่าย ๆ ที่ต้องหมุนเวียนทุกวัน ตัวอย่างเช่น เราสามารถพูดถึงการเปิดฝาอาหารกระป๋อง ประตู คีม ประแจวงล้อ ฯลฯ อู๋ แรงบิด คือปริมาณที่เกี่ยวข้องกับการหมุนของระบบ สำหรับการหมุนจำเป็นต้องใช้แรงบิด

เรียกอีกอย่างว่า ช่วงเวลาแห่งความแข็งแกร่ง, แรงบิดคือ a ความยิ่งใหญ่ของเวกเตอร์ ที่เกิดจากผลิตภัณฑ์ระหว่าง a ความแข็งแกร่ง ตั้งฉากกับจุดหนึ่งและระยะห่างจากพื้นที่ของแรงและแกนหมุน

ม = เอฟ x

เงื่อนไขของสมการและหน่วยวัดที่เกี่ยวข้องคือ:

เอ็ม = แรงบิดหรือโมเมนต์ของแรง (Nm);

F = บังคับ (N);

x = คันโยก (ม.): ระยะห่างระหว่างจุดที่ใช้แรงกับแกนหมุน

ยิ่งก้านคันโยกยาวเท่าไหร่ ระบบก็จะยิ่งใช้แรงน้อยลงเท่านั้น ต้องใช้ความพยายามมากขึ้นในการสร้างการหมุนหากแรงถูกนำไปใช้กับแกนหมุนมากเกินไป หากจับที่จับประตูไว้ใกล้กับบานพับซึ่งเป็นแกนหมุน แรงที่หมุนประตูเพื่อเปิดหรือปิดก็จะมากเกินไป นั่นเป็นเหตุผลที่ มือจับถูกติดตั้งให้ห่างจากบานพับมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และใช้แรงน้อยลงในการเคลื่อนย้ายประตู

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

กรณีประแจล้อ

ลองนึกภาพว่าคนขับจำเป็นต้องเปลี่ยน ยาง เบื่อรถ. โดยทั่วไปแล้ว งานประเภทนี้จะใช้ประแจล้อที่คล้ายกับงานนี้:

เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด ผู้ขับขี่ต้องบังคับปลายเครื่องมือโดยหมุนด้วยมือทั้งสองไปในทิศทางเดียวกัน

สถานการณ์ในอุดมคติ

ลองนึกภาพว่าแรงบิดที่จำเป็นสำหรับการหมุนโบลต์ล้อคือ 100 นิวตันเมตร โดยการดันด้วยมือทั้งสองข้าง 40 ซม. (0.4 ม.) จากจุดศูนย์กลางการหมุน คนขับจะพยายามถอดสกรูออก แต่ละมือต้องใช้แรงเท่าใดจึงจะหมุนระบบได้

ใช้ทิศทางการหมุนทวนเข็มนาฬิกาเป็นค่าบวก แรงบิดถูกกำหนดดังนี้:

ม = เอฟ x

100 = ฉ 0,4

F = 100 ÷ 0.4

F = 250 N

เราสามารถสรุปได้ว่าแรงที่เกิดจากมือแต่ละข้างในการหมุนคือ 250 N รวมเป็นแรง 500 N สำหรับระบบในการหมุน

การใช้มือทั้งสองข้างหมุนระบบจะมีประสิทธิภาพมากกว่าการใช้มือเพียงข้างเดียวเสมอ ดังที่แสดงในภาพด้านบน

โดย โยอาบ สิลาส
จบฟิสิกส์

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

จูเนียร์, โยอาบ ซีลาส ดา ซิลวา. "การคำนวณแรงบิดของประแจล้อ"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/calculando-torque-uma-chave-roda.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.