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La coppia è una forza esercitata su un oggetto, che tende a modificare la sua velocità di rotazione. Una macchina usa la coppia per fermarsi. Le pastiglie dei freni esercitano una forza di attrito sulle ruote, creando una coppia sull'asse principale, rendendo difficile la direzione corrente dell'asse di rotazione e impedendo il movimento in avanti.
indicazioni
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Disegna un diagramma a corpo libero. Tale caratteristica isola l'oggetto e sostituisce tutti gli oggetti esterni con vettori o forze torsionali. Ciò consente di aggiungere e determinare la forza netta e la coppia che agiscono su un oggetto.
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Mostra tutte le forze che agiscono sul veicolo quando il guidatore inizia a frenare. C'è la forza di gravità verso il basso e anche la forza esercitata dalla strada verso l'alto, che sono uguali e contrari, cancellando l'un l'altro. Rimane la forza d'attrito esercitata dalla strada, che agisce orizzontalmente, nella direzione opposta al movimento del veicolo. Ad esempio, supponiamo di vedere una jeep da 2.000 kg che ha appena iniziato a frenare. Il suo diagramma mostrerebbe due forze verticali uguali e opposte di 19.620 Newton, che si annullano, e una forza orizzontale indeterminata.
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Determina la forza orizzontale della strada usando la seconda legge di Newton: la forza su un oggetto è uguale alla sua massa moltiplicata per l'accelerazione. È possibile ottenere il peso del veicolo dalle specifiche del produttore, nel caso non lo si conosca, ed è necessario calcolare il tasso di decelerazione. Uno dei modi più semplici per farlo è quello di assumere una velocità di decelerazione media dal momento in cui i freni vengono attivati fino all'arresto del veicolo. La decelerazione è la variazione totale della velocità divisa per il tempo trascorso durante il processo di frenatura. Se la jeep passava da una velocità di 20 m / sa 0 m / s in 5 secondi, la sua decelerazione media è di 4 m / ². La forza richiesta è pari a 2.000 kg * 4 m / s², equivalente a 8.000 Newton.
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Calcola la coppia che la forza della strada causa sull'asse. Poiché la coppia è uguale alla forza moltiplicata per la distanza dal punto di rotazione, la coppia è il risultato della forza della strada per il raggio della ruota. La forza stradale è la reazione uguale e contraria alla torsione provocata dai freni, così che la coppia frenante è uguale in grandezza e opposta alla coppia esercitata dalla strada. Se la ruota Jeep ha un raggio di 0,25 m, la coppia frenante è pari a 8.000 N * 0,25 mo 2 000 Nm.
passaggi
suggerimenti
- Potresti essere confuso dal fatto che ci sono diverse ruote e il veicolo distribuisce una certa quantità di peso su ciascuna di esse. Tuttavia, la coppia totale dipende solo dalla quantità di forza orizzontale richiesta per fermare il veicolo. Se ci sono due pastiglie del freno anteriore e posteriore, per determinare la coppia esercitata da ciascun set, stimare che il contributo sia la metà della coppia totale.