力、功、力矩和能量-預覽頁
【正文】 矩是一種旋轉或扭轉物體的力。這個力會在四方螺帽上產生一個力矩，進而推動螺帽旋轉。在四方螺帽的例子中，如果扳手有20厘米長，那么當您施加100牛頓的力時，將產生20牛頓米的力矩。下面讓我們來詳細分析發(fā)動機中某些零件的受力情況： 圖2. 一個四沖程發(fā)動機的汽缸中是如何產生力矩的 汽缸中的氣體燃燒會對活塞產生一個壓力。當曲軸旋轉時，這兩點之間的水平距離會發(fā)生變化，由于力矩等于力乘以距離，因此力矩也將隨之改變。 如果您曾試著在汽車上松開擰死的方形螺帽，那么您一 定知道要生成較大的力矩，最好水平扣住扳手，然后踩在扳手的末端——這樣，您是在等于扳手長度的距離上施加您全身的重量。 力矩常見單位國際單位制：牛頓米 (Nm)1牛頓米= 英制單位：磅英寸 (lbin)1磅英寸=磅英尺 (lbft)1磅英尺=圖3顯示了由兩個不同發(fā)動機生成的最大力矩和功率。二者的最大功率都能達到約30馬力(hp)，但只有前者適于牽引重型卡車。如果您讀過關于齒輪比的文章，您可能正在思考如何讓眼鏡蛇發(fā)動機也生成2237牛頓米的力矩。而若要產生同樣的功率，小型燃氣發(fā)動機就需要急速運轉到5600轉/分。需要注意的是，這里的距離僅指沿力的方向通過的距離。在這種情況下，您做的功就像重物直接位于架子下方時一樣。當汽車攀爬山坡時，它所做的功與您提起重物時所做功的性質相同。當您在做功時，實際上是在消耗能量。功的單位與能量的單位相同，稍后我們將詳細討論。 在國際單位制中，功率的單位是瓦特(W)。理解功率的另一種方法是將其視為轉速單位(m/s)與力的單位(N)的組合。 2. 以最快的速度爬完樓梯，并記下所需的時間?，F(xiàn)在，您需要計算在爬升這10米的過程中所消耗的力的大小。為了說明能量這一概念，我們需要用到前面介紹的所有知識。在上一部分中，我們已了解到千瓦是一個功率單位。 勢能勢能(PE)是正待轉化為功率的能量。同理，汽車發(fā)動機通過將汽油轉化為動力來做功。例如，如果將保齡球提起2厘米左右，然后將其丟落在您的車頂上，將不會造成太大的損壞（請不要嘗試）。 現(xiàn)在，讓我們重新回到通過攀爬樓梯來計算所用功率的試驗。這就是我們計算功率的方法。正在運動的物體（比如過山車）具有動能（KE）。物體越重、速度越快，它所具有的動能就越大。您可能已經注意到，汽車從0提高到20公里/小時（kph）時的加速度比它從40公里/小時到60公里/小時的加速度要快得多。 若要計算汽車從0增加到20公里/小時所需的動能，我們可以先計算汽車在20公里/小時時的動能，然后減去汽車在0時的動能。比較這兩個結果可以發(fā)現(xiàn)，汽車從40公里/小時提速到60公里/小時需要1000m的動能，而當它從0公里/小時增加到20公里/小時只需200m的動能。不過，動能計算確實有助于解釋加速時間不同的原因。如果他將所有的動能都轉化為了勢能，那么我們可以讓二者相等，然后解這個方程： 1/2mv2=mgh 由于此方程兩側都包含質量，因此可以將這一項約掉。這樣就得到了速度10米/秒。因此。當他開始助跑時，其動能會逐漸增加。在這一跳躍的頂點，他將自己的大多數(shù)動能都轉化為勢能。
電大資料相關推薦
鄂ICP備17016276號-1