Хэрэв та дугуйн жингээ хэмнэхийг хүсч байвал дугуй нь сайжруулахад хамгийн тохиромжтой бүрэлдэхүүн хэсэг мөн үү? Бид баримтуудыг эргэлтээс салгадаг
'Дугуй дээрх нэг фунт нь жаазан дээрх хоёр фунтын үнэ цэнэтэй юм' эсвэл тэд ингэж хэлдэг. Энэхүү уламжлалт мэргэн ухаан нь олон дугуйчдын дугуй сонгох хандлагыг зохицуулсан байдаг - хэрвээ хэдэн грамм хусахын тулд мөнгө цацах газар байсан бол тэр нь дугуй юм.
Гэхдээ уламжлалт мэргэн ухаанд ихэвчлэн тохиолддог шиг бид үүнийг орхихдоо баяртай байдаггүй.
Дугуйн дугуйны жин нь дугуйн бусад хэсгээс илүү чухал гэсэн санаа нь дугуй нь дугуйн бусад хэсгүүдээс илүү хөдөлж байдагт тулгуурладаг.
Корнелийн их сургуулийн механик инженерийн профессор Энди Руина үүнийг маш энгийнээр тайлбарлав: "Дугуйны дээд хэсэг дугуйнаас хоёр дахин хурдан явдаг. Эсрэг чиглэл [дугуйны доод хэсэг] энэ хурдыг зогсоохгүй.
'Тиймээс хоёр дахин их кинетик энергитэй тул түүнийг хөдөлгөхийн тулд хоёр дахин их хүч зарцуулж, дугуйг хоёр дахин удаашруулдаг.'
Жин v хурдатгал
Унадаг дугуйн хөдөлгөөний том схемд жин нь хурдатгалтай холбоотой учраас маш чухал юм. Аливаа зүйл тогтмол хурдтай хөдөлж байх үед түүнийг түлхэж, удаашруулж буй бүх хүч тэнцвэртэй байна.
Жингийн боломжийн өсөлт нь үрэлт эсвэл гулсалтын эсэргүүцлийг бага зэрэг нэмэгдүүлэхээс бусад тохиолдолд ямар ч ялгаагүй.
Гэхдээ хурдаа нэмэх эсвэл алдах үед Ньютоны хоёр дахь хууль хүчин төгөлдөр болно: хүч=масс x хурдатгал. Тиймээс та хэдий чинээ их масстай байна төдий чинээ хурдаа нэмэгдүүлэхийн тулд илүү их хүч хэрэгтэй.
Тэгвэл яагаад жин нь жааз дээр биш дугуйнд байгаа эсэх нь нэг унц ялгаатай байна вэ?
Инерцийн ачаар энд жаахан төвөгтэй болж байна. Инерци гэдэг нь объектын хөдөлгөөний өөрчлөлтийг эсэргүүцэх чадвар бөгөөд энэ нь үрэлтгүй орчлонд ч дугуйг хурдасгахын тулд хүчин чармайлт гаргах шалтгаан болдог.
Дугуй, дугуй болон дугуйчин бүгд инерцитэй байдаг ч дугуй нь эргэлдэж байгаа тул нөлөө нь нэмэгддэг.
Бадамлянхуа компанийн тээврийн хэрэгслийн динамикийн шилдэг инженер Стив Уильямс хэлэхдээ, Дугуйны хувьд дугуйны төвөөс бага зэрэг зайд, дугуйны эргэн тойронд маш их масс тархсан байдаг нь инерцийг өгдөг. '
Энэ инерци гэдэг нь үндсэндээ дугуйг эргүүлэх эсэргүүцэл гэсэн үг. Үүнийг заримдаа эргэлтийн инерци гэж нэрлэдэг боловч илүү нарийвчлалтайгаар инерцийн момент гэж нэрлэдэг.
Уильямс нэмж хэлэхдээ, Унадаг дугуй дугуйгаараа эргэлдэж байгаа тул та энэ массыг агаарт илүү хурдан түлхээд зогсохгүй дугуйг илүү хурдан эргүүлэх хэрэгтэй. Дугуйны инерци нь эргэлтийн хурдны өсөлтийг эсэргүүцэх болно.’
Гэхдээ хамгийн гол нь инерц нь массын эргэлтийн төвөөс хол зайд тодорхойлогддог: 'Инерцийн момент нь массыг эргүүлж буй тэнхлэгээсээ хол зайд орсны үр дүн юм. дугуйны хувьд энэ нь тэнхлэгийн тэнхлэгээс массын зай юм.'
Зорилгодоо хүрнэ үү
Энэ бүх шинжлэх ухааны яриа биднийг асуудлын гол зүйл рүү авчирдаг. Хүнд дугуй нь хүнд хүрээнээс илүү саад болдог гэж хэлэх нь хангалтгүй, учир нь энэ нь дугуйны жин хаана хуваарилагдахаас хамаарна.
“Дугуй дээрх нэг фунт рам дээрх хоёр фунтын үнэтэй” гэж хэлэх нь хэтэрхий энгийн зүйл. "Унадаг дугуйн шинжлэх ухаан" номын зохиолч, профессор Жим Пападопулис хэлэхдээ, "Тойрог дээрх бага зэрэг массыг хоёр удаа, голын төв хэсэгт байгаа бага зэрэг массыг 1.5 дахин, зангилааны хэсэгт бага зэрэг массыг тоолох нь тодорхой болсон. нэг удаа тоолсон.'
Үүний үндсэн дээр бид "Обуд дээрх нэг фунт нь зангилаа дээр хоёр үнэтэй" гэсэн хэллэгийг өөрчлөх хэрэгтэй, гэвч Уильямс дахь Бадамлянхуа нь хөнгөн обудаас ашиг олно гэдэгт эргэлзэж байна.
‘Дугуйн инерцийг багасгах нь эргэдэггүй массыг багасгахад сайнаар нөлөөлдөг ч энэ нь маш бага гэдгийг бид харж байна. Бодит байдал дээр дугуйны обуднаас хэмнэгдсэн масс нь дугуйны бусад хэсгээс хэмнэгдсэн массаас 10%-иар илүү ашиг тустай байх магадлалтай.’
Зарим нэлээн төвөгтэй тооцооллоос харахад дугуйны обуднаас жинг таслах хурдатгалын давуу тал нь 0.9%, харин хүрээнээс жин хасах үед 0.8% байх болно.
Хэрэв таны дугуйн эргэлдэх массын жинг бууруулах замаар олох ашиг нь маргаантай байгаа бол дараагийн анхаарах зүйл бол гироскоп юм.
500 фунт стерлингээс бага үнэтэй хөнгөн дугуйтай болгож сайжруулаарай
Үүгээр гиро авч байна
Гироскоп нь тэнхлэгийг тойрон эргэлдэж, өөрөө тогтворжсон дугуй эсвэл диск юм. Энэ нь өнцгийн импульсийн нөлөөллөөс шалтгаална - дугуйны дээд цэг нь түүнийг баруун тийш татан буулгаж эхлэхэд, жишээлбэл, дугуй хагас эргэх үед дугуйны яг тэр цэг нь дээшээ доошоо доошоо түлхэгдэнэ. дугуйг зүүн тийш эргүүлнэ.
Спиннингийн гироскопийн нөлөө нь спиннинг босоо байх шалтгаан бөгөөд дугуйн дугуй нь биднийг босоо байлгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг шалтгаан юм.
Гироскоп нь өнцгийн хүчний үндсэн зарчим дээр ажилладаг тул дугуйны хамгийн гадна талын жин нь дугуйг тогтворжуулах хүчд хамгийн их нөлөөлдөг. Тэгэхээр, хэрвээ обуд илүү хүнд байвал дугуйг илүү хүчтэйгээр босоогоор нь түлхэж магадгүй юм болов уу?
Корнелийн их сургуулийн Руина шинжлэх ухааны зөвшилцлийн бүдэг бадаг зургийг зурж байна: 'Хүнд дугуй илүү тогтвортой эсэх талаар тодорхой хариулт байхгүй байна. Гэхдээ том гироскоп илүү тогтвортой байх хандлагатай байх шиг байна.’
Тиймээс энэ нь илүү хүнд дугуй биш харин илүү хүнд обуд нь илүү тогтвортой байдлыг хангаж чадна гэдгийг харуулж байна.
Гэхдээ өөр нэг өнцгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Уильямс хэлэхдээ: Инерцийн дугуй илүү өндөр байвал гироскопийн нөлөө илүү хүчтэй байх болно, гэхдээ хоёр дахь гироскоп нөлөө бий - жолооны бариулыг хурдан жолоодох тусам гироскопийн эсэргүүцэл нь эргэхэд илүү их байдаг. Ийм өндөр инерци нь бариулыг эргүүлж, дугуйг бөхийлгөхөд хэцүү болгодог.’
Хүнд обуд таныг жолоодох үед илүү тогтвортой байлгах боловч илүү чөлөөтэй, хурдан жолоодлоготой байх боломжтой.
Руина бага зэрэг санал нийлэхгүй байна. "Хэрэв та дугуйг жолоодох үед маш хурдан мэдрэмж төрүүлдэг гэж хэлбэл, энэ нь дугуйны геометр болон жолооны угсралт дахь массын хуваарилалттай шууд холбоотой байх" гэж тэр хэлэв.
‘Буланд бөхийхөд хамгийн их нөлөөлдөг жин бол та гэдгийг санаарай.’
Эцэст нь, хэрэв та иж бүрдлийнхээ гүйцэтгэлд бага зэрэг ахиц дэвшил гаргахыг эрэлхийлдэг дугуйчин бол хамгийн хөнгөн дугуйны оронд хамгийн хөнгөн обуд сонгоход анхаарлаа хандуулах хэрэгтэй.
Эсвэл та бидний бусад хүмүүсийн хийдэг зүйлийг хийж, хамгийн дажгүй харагдахыг нь сонгоорой.
