Zwei Arten von Geschwindigkeit, die mit einem rotierenden Rad verbunden sind

Jeder, der eine Töpferscheibe gedreht hat, wird die sanfte Bewegung der Scheibe zu schätzen wissen, auf der sie ihren Ton bilden, da die Schale, die sie bilden, ohne sie Unregelmäßigkeiten wie unattraktive Striche aufweisen würde. Die gleichmäßige Wirkung des Schwungrades erfolgt dadurch Kinetische Energie, die Energie der Bewegung, im Inneren gespeichert. Heute werden wir einen weiteren Schritt zur Untersuchung dieses Phänomens unternehmen, wenn wir einen ersten Blick auf die Berechnung dieser kinetischen Energie werfen. Hierzu verweisen wir auf die zwei Arten von Geschwindigkeit, die mit einem rotierenden Rad verbunden sind, Winkelgeschwindigkeit und lineare Geschwindigkeit, die Ingenieure jedes Mal aushandeln müssen, wenn sie sich mit rotierenden Objekten befassen.

Beginnen wir mit der zu berechnenden Formel Kinetische Energie, KE. Diese Formel gilt für alle Objekte, die sich linear bewegen, dh sie bewegen sich in einer geraden Linie. Hier ist es wieder

KE = ½ × m × vzwei

wo U-Bahn ist die Masse des sich bewegenden Objekts und v seine lineare Geschwindigkeit.

Die Schwungräder drehen sich um einen festen Punkt, anstatt sich in einer geraden Linie zu bewegen, sondern bestimmen das Ausmaß der Kinetik Energie in einem rotierenden Lenkrad gespeichert beinhaltet eine Prüfung Ihrer Winkelgeschwindigkeit und lineare Geschwindigkeit. In der Tat ist die Menge von Kinetische Energie Die Speicherung hängt davon ab, wie schnell es sich dreht.

In unserem Beispiel betrachten wir ein sich drehendes Rad, bei dem es sich im Grunde um eine feste Scheibe handelt. Zur Veranschaulichung werden wir diese Scheibe in hypothetische Teile mit jeweils einer Masse unterteilen U-Bahn in einiger Entfernung gelegen r vom Drehpunkt des Schwungrades. Wir werden ein einzelnes Teil auswählen, um es zu untersuchen und aufzurufen EIN.

Zwei Arten von Geschwindigkeit, die mit einem rotierenden Rad verbunden sind

Zwei Arten von Geschwindigkeit, die mit einem rotierenden Rad verbunden sind

Teil EIN hat eine Masse, U-BahnEINund ist in einiger Entfernung rEIN vom Drehpunkt des Schwungrades. Beim Drehen des Rades Teil EIN es bewegt sich mit einer Winkelgeschwindigkeit ω auf einer Kreisbahn, die grün dargestellt ist. Es bewegt sich auch mit linearer Geschwindigkeit, vEIN, rot dargestellt. vEIN repräsentiert die lineare Geschwindigkeit des Teils EIN gemessen an jedem Punkt tangential zu seiner Kreisbahn. Diese lineare Geschwindigkeit würde offensichtlich werden, wenn ein Teil EIN Sie wurden vom Rad gelöst und in die Luft geschleudert. Danach folgte ihre Flugbahn einer geraden Linie, die ihre Kreisbahn tangierte.

Die linearen und Winkelgeschwindigkeiten des Teils EIN sind durch die Formel verwandt,

vEIN = rEIN × ω

Das nächste Mal werden wir diese Gleichung verwenden, um die grundlegende kinetische Energieformel so zu modifizieren, dass sie in Begriffen platziert wird, die sich auf ein Schwungrad beziehen Winkelgeschwindigkeit. Auf diese Weise können wir ein Phänomen definieren, das bei der Drehung des Lenkrads im Spiel ist und als Trägheitsmoment bezeichnet wird.

Copyright 2017 – Philip J. O’Keefe, PE

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