Moment är en kraft som utövas på ett objekt; denna kraft tenderar att få objektet att ändra dess rotationshastighet. En bil förlitar sig på vridmomentet för att stoppa. Bromsbelägget utövar en friktionskraft på hjulen, vilket skapar ett vridmoment på huvudaxeln. Denna kraft hindrar axelns nuvarande rotationsriktning och stoppar således bilens framåtrörelse.
Steg
Rita ett frikroppsdiagram. Ett frikroppsdiagram isolerar ett objekt och ersätter alla externa objekt med vektor- eller vridkrafter. Detta gör att du kan summera krafter och bestämma nettokraften och vridmomentet som verkar på ett föremål.
Visa alla krafter som verkar på fordonet när föraren börjar bromsa. Det finns tyngdkraften nedåt, och det finns också den uppåtgående kraften som utövas av vägen. Dessa två krafter är lika och motsatta, så de avbryter varandra. Den återstående kraften är den friktionskraft som utövas av vägen, som verkar horisontellt i motsatt riktning mot fordonets rörelse. Anta som exempel att du analyserar en jeep på 2 000 kg som just har börjat bromsa. Ditt diagram skulle visa två lika och motsatta vertikala krafter på 19 620 Newton, som summerar till noll, och en viss obestämd horisontell kraft.
Bestäm vägens horisontella kraft med Newtons andra lag - kraften på ett objekt är lika med sin massa gånger dess acceleration. Du antagligen antingen känner till eller kan få fordonets vikt från tillverkarens specifikationer, men du måste beräkna hastigheten för retardation. Ett av de enklaste sätten att göra detta är att anta en genomsnittlig retardationshastighet från det att bromsarna först applicerades till frigöringspunkten. Retardationen är då den totala hastighetsförändringen dividerad med den tid som förflutit under bromsningsprocessen. Om Jeep gick från en hastighet på 20 meter per sekund ner till 0 meter per sekund på 5 sekunder, så skulle dess genomsnittliga retardation vara 4 meter per sekund per sekund. Kraften som krävs för att orsaka denna retardation är lika med 2 000 kg * 4 m /s /s, vilket är lika med 8 000 Newton.
Beräkna momentet som kraften på vägen orsakar om axeln. Eftersom vridmomentet är lika med kraften gånger dess avstånd från rotationspunkten, är vridmomentet lika med kraften på vägen gånger hjulets radie. Vägen är kraftig och motsatt vridningsreaktion orsakad av bromsarna, så bromsmomentet är lika stort och motsatt i riktning mot det moment som utövas av vägen. Om Jeep's hjul har en radie på 0,25 meter, är bromsmomentet lika med 8 000 N * 0,25 m, eller 2 000 Newton-meter.
Tips
Du kan bli förvirrad med det faktum att det finns flera hjul, och fordonet kommer att fördela en viss viktmängd över var och en. Det totala vridmomentet beror emellertid fortfarande bara på den mängd horisontalkraft som krävs för att stoppa fordonet. Om det finns både främre och bakre bromsbelägg och du vill veta det vridmoment som utövas av varje set kan du uppskatta att varje set bidrar till hälften av det totala vridmomentet.
