Contenu
- Équation de couple
- Formule d'équilibre de poids Fulcrum
- Calculateur de poids Fulcrum
- Calcul du contrepoids d'une grue mobile
Chaque fois que vous tournez une poignée de porte, vous appliquez une force comme si la poignée était un levier. Cette force de rotation, appelée couple, vous permet de déplacer des poids avec un poids en équilibrant l’autre aux deux extrémités du levier. Vous pouvez trouver cette méthode d'équilibrage et d'équilibrage dans de nombreuses applications, des grues de construction à l'ouverture des portes. Grâce à l'équation du couple, vous pouvez déterminer la force du poids et la distance nécessaire le long du levier.
Équation de couple
Chaque levier, avec ses poids pour équilibrer et contrebalancer des forces différentes, repose sur un pivot, le point de rencontre des bras du levier. Le point d'appui doit être situé entre les deux poids de part et d'autre du levier, de manière à ce que la force de rotation puisse s'exercer.
Ces leviers vous permettent d'appliquer un poids aux deux extrémités, de sorte que les poids se contrebalancent. Le couple, également appelé moment ou moment de force, vous permet de comparer la distance et la force entre les deux poids du levier.
Formule d'équilibre de poids Fulcrum
Le produit de la force de poids et la distance à laquelle il se trouve sur le bras du levier est égal à celui du poids de l’autre côté. Mathématiquement, la formule d'équilibre de poids Fulcrum est Fe rée = Fl × rél pour la force d'effort Fe, sa distance au point d'appui rée, force de charge Fré et sa distance au point d'appui rél.
La force de charge et la force d'effort décrivent les poids de chaque côté du levier et s'équilibrent. Cela signifie que vous pouvez utiliser les forces de charge et d'effort comme poids et contrepoids dans ces applications.
Si vous connaissez l'angle "thêta" θ entre le levier du bras et la direction de la force exercée sur le poids, vous pouvez l'inclure dans le calculateur de poids du point d'appui pour écrire le couple sous la forme couple "tau" τ = F × r sin_θ_. Cet angle garantit que la force est appliquée dans la direction appropriée le long des bras de levier.
Calculateur de poids Fulcrum
Les unités de force et de distance doivent correspondre pour les deux côtés de l'équation. Si vous utilisez des livres pour mesurer le poids de la force, pensez à la convertir en newtons pour obtenir la force réelle. Vous pouvez utiliser la conversion que 0,454 kilogramme équivaut à 1 livre ou que 4,45 newtons correspondent à 1 livre.
Assurez-vous de mesurer la distance entre l'objet situé sur le bras du levier et le point d'appui. Ce calculateur de distance de point d'appui vous permet de comparer les poids qu'une grue ou un chariot élévateur à fourche utiliserait pour soulever des poids lourds.
Calcul du contrepoids d'une grue mobile
Imaginons qu'une grue mobile soulève une poutre en acier pesant une tonne, ou 2 000 livres, à une profondeur de 50 pieds avec un contrepoids situé à 20 pieds de l'autre côté du pivot. Les forces sont appliquées à des angles de 90 ° sur chaque bras du levier de la grue. Calculez le poids de contrepoids que la grue mobile pourrait utiliser à cette distance.
Puisque les forces sont appliquées à des angles de 90 °, la composante sin_θ_ serait égale à sin_ (90 °), ou 1. En utilisant l'équation, _Fe × rée = Fl × rél, le couple pour le poids, ou la force d'effort, est alors de 2 000 livres x 50 pieds, ou 100 000 livres pour le poids. Le poids d'équilibre, ou force de charge, est alors égal à 100 000 livres-pieds divisé par 20 pieds, ou 5 000 livres.
Lorsque les forces aux deux extrémités du levier sont égales, le levier est à l'équilibre. A l'équilibre, la force nette est nulle et il n'y a pas d'accélération supplémentaire dans le système. Vous pouvez définir la somme des forces sur une grue mobile ou un chariot élévateur à zéro lorsque le système n'accélère ou ne ralentit plus.