Эргэлт ба хүч хоёрын ялгаа ...

Эргэлт ба хүч хоёрын ялгаа нь олон сонирхолтой хүмүүсийн асуудаг асуулт юм. Энэ нь ойлгомжтой, учир нь эдгээр хоёр өгөгдөл нь манай автомашины техникийн мэдээллийн хуудсанд хамгийн их судлагдсан байдаг. Тиймээс энэ нь хамгийн ойлгомжтой байх албагүй ч гэсэн энэ талаар ярих нь сонирхолтой байх болно ...

Юуны өмнө хосууд өөрсдийгөө илэрхийлж байгааг тодруулъя Ньютон. Тоолуур ба хүч чадал Морины хүч (бид машины тухай ярихдаа шинжлэх ухаан, математик ашигладаг Ватт)

Үнэхээр ялгаа байна уу?

Үнэн хэрэгтээ эдгээр хоёр хувьсагч нь хоорондоо холбоотой учраас салгахад амаргүй байх болно. Талх, гурил хоёрын ялгаа юу вэ гэж асуугаад байх шиг. Гурил бол талхны нэг хэсэг учраас нэг их утгагүй. Найрлагыг бэлэн бүтээгдэхүүнтэй харьцуулахаас илүүтэй найрлагыг нь (жишээ нь ус ба чимх гурил гэх мэт) харьцуулах нь дээр.

Энэ бүгдийг тайлбарлахыг хичээцгээе, гэхдээ үүний хажуугаар таны талаас (хуудасны доод хэсэгт байгаа сэтгэгдлээр дамжуулан) ямар ч тусламж хүлээж авах болно. Үүнийг тайлбарлах янз бүрийн арга байх тусам интернет хэрэглэгчид эдгээр хоёр ойлголтын хоорондын холбоог ойлгох болно.

Эрчим хүч бол эргэлтийн хурдыг хослуулсаны үр дүн юм (бага зэрэг хүнд үг хэллэг, би сайн мэднэ ...).

Математикийн хувьд энэ нь дараахь зүйлийг өгдөг.

( π X момент нь Nm X горимд) / 1000/30 = КВт -ын хүч (хэрэв бид хожим нь "илүү автомашины ойлголт" -той болохыг хүсвэл энэ нь морины хүч болж хувирдаг).

Энд тэднийг харьцуулах нь утгагүй зүйл гэдгийг бид ойлгож эхэлж байна.

Эргэлт / хүчний муруйг судалж байна

Эргэлт ба хүч хоёрын хоорондын хамаарлыг бүрэн ойлгохын тулд цахилгаан мотороос илүү сайн зүйл байхгүй, өөрөөр хэлбэл эргүүлэх хүч ба хурд хоёрын хооронд ямар хамаарал байгааг ойлгох хэрэгтэй.

Дулааны хөдөлгүүрийн муруйг бодвол ойлгоход илүү хялбар цахилгаан моторын эргүүлэх момент хэр логиктой болохыг хараарай. Эндээс бид хувьсгалын эхэн үед тогтмол ба хамгийн их эргэлтийг хангаж байгааг харж байгаа бөгөөд энэ нь чадлын муруйг нэмэгдүүлдэг. Логикийн хувьд би эргэдэг тэнхлэгт илүү их хүч тавих тусам тэнхлэг нь илүү хурдан эргэх болно (тиймээс илүү их хүч). Нөгөө талаас эргүүлэх момент буурах тусам (эргэдэг тэнхлэг дээр бага багаар дарах үед ямар ч байсан үргэлжлүүлэн дарах үед) хүчний муруй буурч эхэлдэг (хэдийгээр эргэлтийн хурд буурч байна). Өсөх). Үндсэндээ эргүүлэх момент нь "хурдатгалын хүч" бөгөөд хүч нь энэ хүч болон хөдөлж буй хэсгийн эргэлтийн хурдыг (өнцгийн хурд) хослуулсан нийлбэр юм.

Хосууд энэ бүхэнд амжилтанд хүрч чадаж байна уу?

Зарим хүмүүс моторыг зөвхөн эргүүлэх хүчээр нь харьцуулдаг. Үнэндээ энэ бол төөрөгдөл ...

Жишээлбэл, би 350 эрг / мин-д 6000 Нм-ийн хурдтай бензин хөдөлгүүрийг 400 эрг/мин-д 3000 Нм-ийн хурдтай хөдөлгүүртэй харьцуулж үзвэл дизель хөдөлгүүр нь хамгийн их хурдатгалтай байх болно гэж бид бодож магадгүй юм. За, үгүй, гэхдээ бид эхлэл рүүгээ буцах болно, гол зүйл бол хүч юм! Хөдөлгүүрийг харьцуулахын тулд зөвхөн хүчийг ашиглах хэрэгтэй (муруйн хувьд хамгийн тохиромжтой ... Учир нь өндөр оргил хүч нь бүх зүйл биш юм!).

Үнэн хэрэгтээ эргэлт нь зөвхөн хамгийн их эргүүлэх хүчийг харуулдаг бол хүч нь эргэлт ба хөдөлгүүрийн хурдыг агуулдаг тул бидэнд бүх мэдээлэл байдаг (зөвхөн эргэлт нь зөвхөн хэсэгчилсэн үзүүлэлт юм).

Хэрэв бид жишээн дээрээ буцаж очвол дизель түлш нь 400 эрг / мин хурдтайгаар 3000 Нм гаргадаг гэж бахархаж болно гэж хэлж болно. Гэхдээ 6000 эрг / мин хурдтай үед 100 Нм -ээс илүүг хүргэх боломжгүй гэдгийг мартаж болохгүй. Энэ жишээнд бид 6000 морины хүчтэй дизель хөдөлгүүртэй харьцуулж байна. бензин хөдөлгүүртэй 350 морины хүчтэй (иш татсан эргэлтийн моментоос авсан тоо) дангаас хоёр дахин.

Объект хурдан эргэх (эсвэл урагшлах) тусам хурдыг нь авахад хэцүү байх болно гэдгийг бид үргэлж санадаг. Тиймээс, эргэлтийн хурд нь мэдэгдэхүйц эргэх хүчийг бий болгодог хөдөлгүүр нь илүү их хүч, нөөцтэй болохыг харуулж байна!

Жишээн дээрх тайлбар

Надад тийм ч муу биш байх гэж найдаж энэ бүхнийг олж тогтоох гэсэн жижиг санаа байсан. Бага хүчин чадалтай цахилгаан моторыг хуруугаараа зогсоохыг оролдож байсан уу (жижиг сэнс, бага байхдаа Mecano хэрэгсэлд байдаг цахилгаан мотор гэх мэт).

Энэ нь хурдан эргэх боломжтой (секундэд 240 эргэлт эсвэл 4 эргэлт гэж хэлээрэй), бид үүнийг гэмтээхгүйгээр амархан зогсоож чадна (сэнсний ир байвал бага зэрэг ташуурдана). Учир нь түүний эргүүлэх хүч нь тийм ч чухал биш тул хүч чадал (энэ нь тоглоом болон бусад жижиг дагалдах хэрэгслийн жижиг цахилгаан хөдөлгүүрт хамаарна) юм.

Нөгөөтэйгүүр, хэрэв би ижил хурдаар (240 эрг / мин) үүнийг зогсоож чадахгүй бол энэ нь түүний эргүүлэх хүч илүү их байх болно гэсэн үг бөгөөд энэ нь эцсийн хүчийг улам бүр нэмэгдүүлнэ гэсэн үг юм (хоёулаа математикийн хувьд хоорондоо холбоотой, энэ нь хөлөг онгоцыг хооронд нь холбохтой адил юм). Гэхдээ хурд ижил хэвээр байв. Тиймээс хөдөлгүүрийн эргэлтийг нэмэгдүүлснээр би түүний хүчийг нэмэгдүүлдэг, учир нь ойролцоогоор

Хосууд

X

Эргэлтийн хурд

= Эрчим хүч... (ойлгоход туслах зорилгоор дур мэдэн хялбаршуулсан томъёо: Pi болон дээд томъёонд харагдах зарим хувьсагчдыг хассан болно)

Тиймээс, ижил хүчээр (5W гэж хэлээрэй, гэхдээ хэнд хамаатай вэ) би дараахь зүйлийг авах боломжтой.

• Өндөр эргүүлэх хүчээр удаан эргэдэг мотор (жишээ нь секундэд 1 эргэлт), хуруугаараа зогсооход бага зэрэг хэцүү болно (хурдан гүйдэггүй, гэхдээ өндөр эргэлт нь түүнд ихээхэн хүч өгдөг)
• Эсвэл 4 эрг / мин хурдтай ажилладаг боловч эргэлт багатай мотор. Энд бага эргүүлэх хүчийг илүү өндөр хурдаар нөхдөг бөгөөд энэ нь илүү инерцийг өгдөг. Гэхдээ хурдаараа зогсох нь өндөр хурдтай байсан ч хамаагүй хялбар байх болно.

Эцсийн эцэст хоёр хөдөлгүүр ижил хүч чадалтай боловч ижил ажилладаггүй (хүч нь янз бүрээр ирдэг, гэхдээ жишээ нь тодорхой хурдаар хязгаарлагддаг тул үүнийг илэрхийлэхгүй байна. Машинд хурд нь бүх цаг үед өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь алдарт хүч ба эргэлтийн муруйн мөчийг бий болгодог). Нэг нь аажмаар, нөгөө нь хурдан эргэдэг ... Энэ бол дизель болон бензиний ялгаа юм.

Тийм ч учраас ачааны машин дизель түлшээр ажилладаг, учир нь дизель нь өндөр эргүүлэх чадвартай тул эргэлтийн хурдыг нь алдагдуулдаг (хөдөлгүүрийн хамгийн дээд хурд хамаагүй бага). Үнэхээр ч хүнд чиргүүлтэй байсан ч бензинтэй адил хөдөлгүүрийг загнахгүйгээр урагшаа урагшлах шаардлагатай байна (хүн цамхаг руу авирч галзуурсан шиг шүүрч авах хэрэгтэй болно). Дизель хөдөлгүүр нь хамгийн бага эргэлтийг бага эргэлтээр дамжуулдаг бөгөөд энэ нь чирэх ажлыг хөнгөвчилж, зогссон машинаас хөөрөх боломжийг олгодог.

Эрчим хүч, эргэлт ба хөдөлгүүрийн эргэлтийн хоорондын хамаарал

Коммент хэсэгт хэрэглэгчийн хуваалцсан техникийн оролт энд байна. Үүнийг нийтлэлд шууд оруулах нь надад боломжийн санагдаж байна.

Асуудлыг физик хэмжигдэхүүнээр хүндрүүлэхгүйн тулд:

Хүч гэдэг нь тахир гол дээрх эргэлт ба тахир голын хурдны радиан/сек-ийн үржвэр юм.

(2 ° үед тахир голын 6.28 эргэлтэнд 1 * pi радиан = 360 радиан байдаг гэдгийг санаарай.

Тиймээс P = M * W

P -> хүч [W]

M -> эргэлт [Нм] (Ньютон метр)

W (омега) - радиан дахь өнцгийн хурд / сек W = 2 * Pi * F

Pi = 3.14159 ба F = crankshaft speed in t / s.

Практик жишээ

Хөдөлгүүрийн эргэлт M: 210 Нм

Хөдөлгүүрийн хурд: 3000 эрг/мин -> давтамж = 3000/60 = 50 эрг/мин

W = 2 * pi * F = 2 * 3.14159 * 50 t / s = 314 радиан / с

Эцсийн Au: P = M * W = 210 Nm * 314 rad / s = 65940 W = 65,94 кВт

CV (морины хүч) болгон хөрвүүлэх 1 морины хүч = 736 Вт

CV дээр бид 65940 W / 736 W = 89.6 CV авдаг.

(1 морины хүч гэдэг нь зогсолтгүй тасралтгүй гүйдэг морины дундаж хүч гэдгийг санаарай (механикийн хувьд үүнийг нэрлэсэн хүч гэж нэрлэдэг).

Тиймээс, бид 150 морины хүчтэй машины тухай ярихдаа хөдөлгүүрийн хурдыг 6000 эрг / мин хүртэл хязгаарлах буюу 175 Нм хүртэл бага зэрэг бууруулсан эргүүлэх хүчийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай байна.

Момент хувиргагч хурдны хайрцаг, дифференциалын ачаар бид эргүүлэх моментыг 5 дахин нэмэгдүүлсэн.

Жишээлбэл, 1 -р араагаар 210 Нм -ийн бүлүүрт хөдөлгүүрийн эргэлт нь 210 см -ийн дугуйны ирмэг дээр 5 Нм * 1050 = 30 Нм -ийг өгөх бөгөөд энэ нь 1050 Нм / 0.3 м = 3500 Нм татах хүч өгөх болно. .

Физикийн хувьд F = m * a = 1 кг * 9.81 м / с2 = 9.81 Н (a = Дэлхийн хурдатгал 9.81 м / с2 1G)

Тиймээс 1 N нь 1 кг / 9.81 м / с2 = 0.102 кг хүчдэлтэй тохирч байна.

3500 N * 0.102 = 357 кг хүчээр машиныг эгц налуу руу түлхдэг.

Эдгээр цөөн тайлбар нь хүч ба механик эргэлтийн тухай ойлголтын талаарх таны мэдлэгийг бэхжүүлнэ гэж найдаж байна.