Maschinenbau, Schwerpunkt Dynamik, Teil II, Kinetik

In Teil I des Maschinenbaus, Fokus auf Dynamik, haben wir über Kinematik gesprochen. Diese Woche werden wir in Teil II über Kinetik sprechen.

Kinetik ist das Studium der Beziehung, die zwischen den auf einen Körper einwirkenden Kräften, der Masse des Körpers selbst und seiner Bewegung besteht. Es wird verwendet, um die Bewegung vorherzusagen, die durch bestimmte auf einen Körper wirkende Kräfte verursacht wird, oder um die Kräfte zu bestimmen, die zur Erzeugung einer Bewegung des Körpers erforderlich sind.

In der Kinetik können Kräfte durch das zweite Bewegungsgesetz von Sir Isaac Newton der Bewegung eines Objekts zugeordnet werden. Mit anderen Worten, dieses Gesetz bezieht sich auf die Kinematiks von einem Objekt zu Kräften angewendet, und in Gleichungsform sieht diese Beziehung so aus:

Kraft = [Mass] X. [Acceleration]

“Masse” ist das Gewicht des Objekts in Pfund geteilt durch die Beschleunigung der Erdgravitation. Auf der Erde wird die Erdbeschleunigung als konstant angesehen und beträgt 32,2 Fuß pro Sekunde und Sekunde. (Nein, das ist kein Tippfehler.)

Der Legende nach entdeckte Newton die Beschleunigung der Erde, als die Schwerkraft einen Apfel von einem Baum fallen ließ und ihn auf den Kopf traf. Das mag wahr sein oder auch nicht, aber Newtons zweites Bewegungsgesetz bildet die Grundlage für das Studium der Kinetik.

Um zu veranschaulichen, wie Kinetik funktioniert, können wir uns ein weiteres sehr einfaches Beispiel ansehen. Angenommen, Sie haben einen Stahlblock, der 50 Pfund wiegt und auf einer schönen Schicht aus glattem, reibungslosem Eis stillsteht (siehe Abbildung 1).

Kinetik

Abbildung 1

Wie stark müssten Sie die Seite dieses Blocks drücken, damit er mit einer Geschwindigkeit von 10 Fuß pro Sekunde und Sekunde über das Eis beschleunigt? Verwenden Sie Newtons zweites Gesetz, um herauszufinden:

Kraft = [(50 Lb.) ÷ (32.2 ft./second2)] X. [10 ft./second2]

Kraft = 15,5 lb.

Die Berechnung von Kraft und Energie in der Kinetik kann sehr kompliziert werden, insbesondere wenn Sie die Auswirkungen von Reibung, in Winkeln wirkenden Kräften, Geschwindigkeit, Rotation, Bewegungseinschränkungen, Kollisionen usw. berücksichtigen müssen.

Unser nächstes Thema im Maschinenbau wird sein: Maschinenkinematik, die Untersuchung des Verhaltens von Maschinenteilen, wenn sie sich durch ihre Bewegungsbereiche bewegen.

_________________________________________________________________

Newton

About admin

Check Also

Maschinenbau, nicht nur Zahnräder

Als ich ein Kind war, hatte ich einen Freund, der dachte, dass jeder, der behauptete, …

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *