Hoe om die krag in perdekrag of watt te bereken, wat hierdie terme beteken en waarom hierdie terme belangrik is.
Stap
Stap 1. Hersien die basiese beginsels
Die woord krag word gedefinieer as die tydsinterval vir werk. Intussen is werk 'n ou term om te meet hoe effektief 'n toegepaste krag is om 'n inerte voorwerp te beweeg of 'n hindernis of ander hindernis in die gesig te staar en 'n afstand af te lê.
- Die punt hier is dat 'n krag 'n afstand moet aflê om 'werk' te kan doen. Byvoorbeeld, as 'n skroef met 'n krag van 300 N 'n skip 80 m in water beweeg, dan is die werk wat gedoen is FORCE x DISTANCE = 300 x 80 = 24,000 "Nm/Joule" --- dus kan gesê word dat die skroef die skroef het 24 000 Joules se werk gedoen.
- Oorweeg die tyd wat dit sal neem om die skip so ver te beweeg. Gestel die skip ry hierdie afstand teen 'n snelheid van 20 m per sekonde (m/s). Om 'n afstand van 80 m af te lê, neem die skip 80/20 = 4 sekondes. Die propeller van die skip doen dus binne 4 sekondes 24.000 Joule werk, dus word krag teen 'n snelheid van 24.000/4 = 6.000 Joule per sekonde (J/s) aangewend.
-
Verstaan die historiese agtergrond van die tydsberekening. Destyds voordat petrolenjins en stoomkrag gebruik is om die eerste treine en skepe aan te dryf (die eerste skip wat 'n skroef gebruik het, was HMS Britain, wie se eerste reis in 1846 plaasgevind het en een propeller met 6 lemme gebruik het, wat soos 'n windpomp lyk.), verrig die perde baie moeite en uiteenlopende werk. Op 'n unieke manier meet mense hoeveel moeite 'n perd kan doen en bereken die tyd. Nadat hulle na die gemiddelde van 'n aantal proewe gesoek het, besluit hulle op 746 J/s as die standaard koers van werk deur 'n gesonde perd. Later het hierdie standaard bekend gestaan as "perdekrag". 746 Joule per sekonde in een perdekrag (pk). Dit is vandag nog steeds waar.
746 X 60 = 44.760 Joule per minuut, wat gelyk is aan: een pk
- 'N Ander universele drywingseenheid, nou oor die algemeen beperk tot elektroniese en elektriese toerusting en gebaseer op die metrieke stelsel MKS (meter-kilogram-sekonde/sekonde), is die "watt". As een krag van Newton 'n afstand van een meter aflê, is een joule werk gedoen; as die krag een sekonde neem om een joule van hierdie werk te doen, is die kragverbruik een watt. Een watt is dus een joule per sekonde.
Stap 2. Oorweeg die bedryf in hierdie tyd
In die meeste gevalle in die nywerheid werk ons met roterende masjiene en nie masjiene met 'n reguit beweging nie, soos 'n perd wat met 'n eg op 160,000 m² grond ploeg. Ons moet dus die uitsetvermoë van dinge soos elektriese motors, stoommasjiene, turbines, diesels, ens. Kan bepaal, en sodoende leer ons die onderwerp van wringkrag ken.
- Wringkrag is 'n meting van die neiging om van rigting te verander of iets te draai of 'n voorwerp op sommige asse 'n voorwerp te gee. As u die handvatsel van 'n vyf meter-hefboom met 'n krag van 20 Newton druk, pas u 'n wringkrag van 5 X 20 = Newton-meters toe.
- Hier is die moeilikheid en kan tot verwarring lei. Om lineêre werk op 'n reguit lyn te bereken, vermenigvuldig jy die krag met die verplasing. Weereens vermenigvuldig u die krag in dieselfde eenhede as die verplasing, maar in hierdie geval is die verplasing die "hefboomarm" en al lewer u wringkrag, tensy iets draai, is daar geen beweging nie en dus geen werk nie.
- Werk en wringkrag, hoewel dit blykbaar in dieselfde eenheid gemeet word, verskil eintlik baie. Geen werk word gedoen voordat die wringkrag werklike rotasie lewer nie, en dus word geen krag gebruik nie.
- Werk word gemeet in Joules (J) terwyl wringkrag in Newton.meters (Nm) gemeet word om tussen die twee te onderskei.
Stap 3. Meet die werk as daar beweging of rotasie "verplasing" is
Gestel 'n hefboom is stewig vasgesluit by die steunpunt wat eindig in 'n as, en u hand oefen 20 N krag soos voorheen, loop 'n afstand van twee meter langs die sirkel wat deur die vyf meter hefboom voorgestel word, dan word gewerk, soos in die geval van 'n reguit lyn hierbo. bo, gelyk aan krag keer verplasing of 20 X 2 = 40 Newton meter. Gestel jy vermenigvuldig en deel hierdie getal tegelyk met die 5 meter lange hefboom of "hefboomarm". Dit sal natuurlik nie die resultaat verander nie, sodat u kan skryf:
- Werk = 5 X 20 X 2/5 en die resultaat is 40 Joule soos voorheen, maar is 5 X 20 daarbo? U het net gesien dat dit 'n wringkrag is.
- Wat is "2/5"? Die lineêre verplasing van 2 meter gedeel deur die hefboomarm, vertel jou hoe ver jy die as gedraai het in hoekeenhede wat radiale genoem word. 'N Radiaal, wat algemeen in die fisika en meganiese ingenieurswese gebruik word, word gedefinieer as die hoek tussen twee radiusse van 'n sirkel sodat die punte op die omtrek van 'n sirkel waar die twee radiusse mekaar sny, geskei word deur die lengte van die radius van die sirkel. Hierdie berekening is baie naby aan 57 grade of is ook die hoek wat in die middel van die sirkel gevorm word deur 'n boog wat gelyk is aan die radius van die sirkel by die omtrek van die sirkel.
-
U kan dus sê dat die werk verrig deur 'n wringkrag wat 'n rotasie -verplasing (theta) radiale lewer, gelyk is aan die wringkrag (L)
- keer die rotasie verplasing of
- werk = L X theta in joules
Stap 4. Let daarop dat u baie meer geïnteresseerd is in die hoeveelheid perdekrag in die rotasie van die motor en die enjin, dit wil sê die tydsinterval vir die draaiwerk:
- rotasievermoë = wringkrag X hoekverplaatsing (radiale)/tyd (sekondes)
-
In die fisika word hoeksnelheid in radiale per sekonde geskryf, maar enige motor- of vliegtuig- of skeepsmotor wat u sien, word altyd gemeet in rpm (omwentelinge per minuut), so ons moet dit verander.
- Een omwenteling per minuut (rpm) = 60 omwentelinge/sekonde = 60 rps, maar een omwenteling per sekonde = 2 X pi radiale per sekonde
- Die krag in Joule per sekonde van 'n roterende apparaat, wat 'n wringkrag, L, lewer en wat teen 'n spoed S rpm draai, is dus
- Krag = S/60 X (2 pi) X L in J/s en soos voorheen geskryf, moet u dit verdeel in 746 of
- Motor perdekrag = (2 pi)/44.760 X L X S waar L die wringkrag is wat in Newton meter gemeet word (gewoonlik met 'n Prony -rem) en S die rotasiesnelheid in rpm is wat gemeet kan word met 'n teller, stroboskoop, laser, ens. Op hierdie manier kan die prestasiekurwes van motor- en motorfietsmotors uitgebeeld word in die vorm van 'n wringkraggrafiek teenoor r.p.m. en krag (pk) teenoor enjinspoed in r.p.m. en motortegnici kan die optimale prestasie van hierdie kaarte sien.
