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Le couple est une force exercée sur un objet. cette force a tendance à amener l'objet à changer sa vitesse de rotation. Une voiture s'appuie sur le couple pour s'arrêter. Les plaquettes de frein exercent une force de friction sur les roues, ce qui crée un couple sur l'essieu principal. Cette force gêne le sens de rotation actuel des essieux, stoppant ainsi le mouvement des voitures vers l'avant.
Pas
Dessinez un diagramme de corps libre. Un diagramme de corps libre isole un objet et remplace tous les objets externes par des forces vectorielles ou de torsion. Cela vous permet de faire la somme des forces et de déterminer la force nette et le couple agissant sur un objet.
Indiquer toutes les forces agissant sur le véhicule lorsque le conducteur commence à freiner. Il y a la force de gravité descendante, et il y a aussi la force ascendante exercée par la route. Ces deux forces sont égales et opposées, elles s'annulent donc l'une l'autre. La force restante est la force de friction exercée par la route, qui agit horizontalement dans la direction opposée au mouvement du véhicule. A titre d'exemple, supposons que vous analysez une Jeep de 2 000 kg qui vient de commencer à freiner. Votre diagramme montrerait deux forces verticales égales et opposées de 19 620 Newtons, qui totalisent jusqu'à zéro, et une force horizontale indéterminée.
Déterminez la force horizontale de la route en utilisant la deuxième loi de Newton: la force exercée sur un objet est égale à sa masse multipliée par son accélération. Vous savez probablement ou pouvez obtenir le poids du véhicule à partir des spécifications du fabricant, mais vous devrez calculer le taux de décélération. Une des manières les plus simples de procéder consiste à supposer un taux de décélération moyen à partir du moment où les freins sont appliqués pour la première fois jusqu'au point de relâchement. La décélération est alors la variation totale de la vitesse divisée par le temps écoulé pendant le processus de freinage. Si la Jeep passait d'une vitesse de 20 mètres par seconde à 0 mètre par seconde en 5 secondes, sa décélération moyenne serait alors de 4 mètres par seconde par seconde. La force requise pour provoquer cette décélération est égale à 2 000 kg * 4 m / s / s, soit 8 000 Newtons.
Calculez le couple que la force de la route provoque sur l'essieu. Comme le couple est égal à la force multipliée par la distance entre le point de rotation et la force, il est égal à la force de la route multipliée par le rayon de la roue. La force de la route correspond à la réaction de torsion égale et opposée provoquée par les freins. Le couple de freinage est donc de magnitude égale et opposé au couple exercé par la route. Si la roue des Jeeps a un rayon de 0,25 mètre, le couple de freinage est égal à 8 000 N * 0,25 m, soit 2 000 Newton-mètres.