>> 自然の科学 >  >> 物理

3オンスの重量が900 rpmで回転している15インチのファンにある場合、ポンドの力の刃は何ですか?

ファンブレードによって加えられた力を計算する方法と、説明と重要な考慮事項は次のとおりです。

問題を理解する

* 中心力: オブジェクトを円形の経路で動かす力は、中心力と呼ばれます。 この場合、ファンブレードは円に移動しており、中心部の力はそれが飛び立たないようにします。

* 力に影響する要因: ファンブレードによって加えられた力は、次のものに依存します。

* 質量(重量): 重量が重いほど、力が大きくなります。

* 半径: 円形経路の半径が大きいほど、力が大きくなります。

* 速度: 回転が速いほど、力が大きくなります。

計算

1。単位の変換:

* 重量: 3オンス=3/16ポンド

* 半径: 15インチ=1.25フィート

* 速度: 900 rpm =1分あたり900回転=15秒あたりの回転(RPS)

* 角速度(ω): 15 rps *2πラジアン/革命=30πラジアン/秒

2。中心力式:

* f =m *ω² * r

* f =力(ポンドで)

* M =質量(ポンド)

*ω=角速度(ラジアン/秒)

* r =半径(フィート中)

3。値のプラグイン値:

* f =(3/16ポンド) *(30πラジアン/秒)² *(1.25フィート)

*f≈210.94ポンド

重要な考慮事項

* 単純化されたモデル: 上記の計算は単純化されたモデルです。ファンブレードはポイントマスであり、その動きは完全に円形であると想定しています。現実には、刃には分布の質量があり、その動きは空力のために完全に円形ではないかもしれません。

* 空力力: 上で計算された力は、ブレードを円で動かし続けるために必要な中心体の力です。ただし、ファンブレードは、押している空気から空力(リフトとドラッグ)も発生します。これらの力は重要であり、刃の形状、攻撃角、および気流に依存します。

* 力分布: 力はブレード全体に均等に分布していません。 力は刃の先端で高くなり、ハブの近くで下部になります。

結論

上記の単純化された計算は、ファンブレードによって加えられた力の大まかな推定値を提供します。実際のシナリオでは、より正確な分析のために、ブレードの形状、気流、力分布などの要因を考慮する必要があります。

  1. ガラス棒の導体ですか、それとも絶縁体ですか?
  2. 消磁とは消磁はどのように機能しますか?
  3. なぜ空気の存在下で異なる加速でコインと羽が落ちるのですか?
  4. 2つのビリヤードボールが衝突するとき、勢いの完全な変化は何ですか?
  5. 不均衡の物理学の定義は何ですか?
  6. 物理学における単位とはどういう意味ですか?