תוֹכֶן
מומנט הוא כוח המופעל על עצם; כוח זה נוטה לגרום לאובייקט לשנות את מהירות הסיבוב שלו. מכונית מסתמכת על מומנט כדי לעצור. רפידות הבלמים מפעילות כוח חיכוך על הגלגלים היוצר מומנט בציר הראשי. כוח זה פוגע בציר הסיבוב הנוכחי של הצירים, ובכך עוצר את תנועת המכוניות קדימה.
צעדים
צייר תרשים מגוף חופשי. דיאגרמת גוף חופשי מבודדת עצם אחד ומחליפה את כל העצמים החיצוניים בכוחות וקטוריים או פיתוליים. זה מאפשר לך לסכם כוחות ולקבוע את הכוח הנקי והמומנט הפועלים על עצם.
הצג את כל הכוחות הפועלים על הרכב כשהנהג מתחיל לבלום. יש את כוח הכובד כלפי מטה, ויש גם את הכוח כלפי מעלה המופעל על ידי הכביש. שני הכוחות הללו שווים והפוכים, כך שהם מבטלים זה את זה. הכוח שנותר הוא כוח החיכוך המופעל על ידי הכביש, הפועל אופקית בכיוון ההפוך לתנועת הרכבים. כדוגמה, נניח שאתה מנתח ג'יפ של 2,000 קילוגרמים שזה עתה החל לבלום. התרשים שלך יציג שני כוחות אנכיים שווים והפוכים של 19,620 ניוטון, שמסתכמים לאפס, וכוח כוח אופקי בלתי מוגדר.
קבע את הכוח האופקי של הכביש באמצעות החוק השני של ניוטון - הכוח על חפץ שווה למסה שלו פי תאוצה. יש להניח שאתה יודע או יכול להשיג את משקל הרכב מפרט היצרן, אך תצטרך לחשב את קצב ההאטה. אחת הדרכים הפשוטות ביותר לעשות זאת היא להניח קצב האטה ממוצע מרגע הפעלת הבלמים לראשונה, עד לשחרור. ההאטה היא אז השינוי הכולל במהירות המהווה חלקי הזמן שחלף בתהליך הבלימה. אם הג'יפ היה נוסע במהירות של 20 מטר לשנייה למטה ל- 0 מטר לשנייה תוך 5 שניות, כך שההאטה הממוצעת שלו תהיה 4 מטר לשנייה בשנייה. הכוח הנדרש כדי לגרום להאטה זו שווה ל -2,000 ק"ג * 4 מ"ש / ש ', השווה ל 8,000 ניוטון.
חשב את המומנט שגורם כוח הכביש סביב הציר. מכיוון שמומנט שווה כוח כפול המרחק שלו מנקודת הסיבוב, המומנט שווה לכוח הכביש כפול רדיוס ההגה. כוח הכביש הוא התגובה הפיתולית השווה וההפוכה הנגרמת על ידי הבלמים, ולכן מומנט הבלימה שווה בעוצמתו והפוך לכיוון למומנט המופעל על ידי הכביש. אם גלגל הג'יפים רדיוס של 0.25 מטר, מומנט הבלימה שווה ל 8,000 N * 0.25 מ ', או 2,000 מטר ניוטון.