Kandungan
Spinning cakera pada aci sering diterjemahkan kepada gerakan linear. Contoh yang paling jelas ialah roda kereta, tetapi gerakan ke depan juga boleh menjadi penting apabila mereka bentuk sistem gear dan tali pinggang. Terjemahan dari putaran ke kelajuan linear adalah mudah; semua yang anda perlu ketahui adalah radius (atau diameter) cakera berputar. Sekiranya anda mahu kelajuan linear dalam kaki seminit, penting untuk diingati bahawa anda perlu mengukur jejari kaki.
TL; DR (Terlalu Panjang, Tidak Baca)
Untuk cakera berputar pada n rpm, kelajuan hadapan aci yang dilampirkan ialah n • 2πr jika jejari cakera adalah r.
Pengiraan Asas
Menetapkan titik P pada lilitan cakera berputar. P membuat sentuhan dengan permukaan sekali dengan setiap putaran, dan dengan setiap putaran, ia bergerak jarak yang sama dengan lilitan bulatan. Sekiranya daya geseran adalah mencukupi, aci yang dipasang pada cakera bergerak ke hadapan dengan jarak yang sama dengan setiap putaran. Satu cakera dengan radius r mempunyai lilitan 2πr, jadi setiap putaran bergerak ke hadapan ke hadapan jarak itu. Jika cakera berputar n kali per minit, aci bergerak jarak n • 2πr setiap minit, iaitu kelajuan hadapannya.
s = n • 2πr
Lebih biasa untuk mengukur diameter (d) cakera, seperti roda kereta, daripada radius. Oleh kerana r = d ÷ 2, kelajuan hadapan kereta menjadi nπd, di mana n ialah kelajuan putaran tayar.
s = n • πd
Contoh
Sebuah kereta dengan tayar 27 inci bergerak 60 batu sejam. Berapa cepatnya roda berputar?
Tukar kelajuan kereta dari kilometer sejam hingga kaki per minit: 60 mph = 1 batu per minit, yang seterusnya adalah 5,280 kaki / min. Tayar kereta mempunyai diameter 1,125 kaki. Jika s = n • πd, bahagikan kedua-dua belah persamaan dengan πd:
n = s ÷ πd = (5280 kaki / min) ÷ 3.14 • 1.125 kaki = 1,495 rpm.
Gesekan Adalah Faktor
Apabila cakera bersentuhan dengan permukaan berputar, batang di mana cakera berputar bergerak ke hadapan hanya jika daya geseran di antara cakera dan permukaan cukup besar untuk mengelakkan tergelincir. Daya geseran bergantung kepada pekali geseran antara kedua-dua permukaan yang bersentuhan dan pada daya ke bawah yang dikenakan oleh berat cakera dan berat yang dikenakan pada aci.Ini mewujudkan daya ke bawah yang berserenjang di titik hubungan yang dipanggil gaya normal, dan daya ini menjadi kurang apabila permukaan cenderung. Tayar kereta boleh mula tergelincir apabila kereta memanjat bukit, dan mereka boleh tergelincir di atas ais, kerana pekali geseran ais kurang daripada asfalt.
Slippage mempengaruhi gerakan ke hadapan. Apabila menerjemahkan kelajuan putaran ke dalam kelajuan linear, anda boleh mengimbangi slippage dengan mengalikan dengan faktor yang sesuai yang diperoleh daripada pekali geseran dan sudut cenderung.