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トルクは、オブジェクトに加えられる力です。この力により、オブジェクトの回転速度が変化する傾向があります。車はトルクに依存して停止します。ブレーキパッドは車輪に摩擦力を及ぼし、それが主軸にトルクを発生させます。この力は車軸の現在の回転方向を妨げ、車の前進を停止します。
手順
自由体図を作成します。自由体図は、1つのオブジェクトを分離し、すべての外部オブジェクトをベクトルまたはねじり力に置き換えます。これにより、力を合計し、オブジェクトに作用する正味の力とトルクを決定できます。
ドライバーがブレーキをかけ始めるときに車両に作用するすべての力を示します。重力は下向きの力であり、道路は上向きの力も及ぼします。これらの2つの力は等しく、反対であるため、互いに相殺されます。残りの力は、道路によって加えられる摩擦力であり、車両の動きとは反対の方向に水平に作用します。例として、ブレーキをかけ始めた2,000キログラムのジープを分析しているとします。ダイアグラムには、合計でゼロになる19,620ニュートンの2つの等しくて反対の垂直方向の力と、未確定の水平方向の力が表示されます。
ニュートンの第2法則を使用して道路の水平方向の力を決定します。オブジェクトにかかる力は、その質量と加速度の積に等しくなります。おそらく、メーカーの仕様から車両の重量を知っているか、取得できますが、減速率を計算する必要があります。これを行う最も簡単な方法の1つは、ブレーキが最初に適用された時点からリリースポイントまでの平均減速度を想定することです。減速度は、速度の総変化をブレーキングプロセス中に経過した時間で割ったものです。ジープが毎秒20メートルの速度から5秒間で毎秒0メートルになった場合、平均減速度は毎秒4メートルになります。この減速を引き起こすのに必要な力は2,000 kg * 4 m / s / sに相当し、これは8,000ニュートンに相当します。
道路の力が車軸の周りに引き起こすトルクを計算します。トルクは力と回転点からの距離の積に等しいため、トルクは道路の力にホイールの半径を掛けた値に等しくなります。道路の力は、ブレーキによって引き起こされる均等かつ反対のねじれ反力であるため、ブレーキトルクは大きさが等しく、方向は道路によって加えられるトルクと反対です。ジープホイールの半径が0.25メートルの場合、制動トルクは8,000 N * 0.25メートル、つまり2,000ニュートンメートルになります。