登录 雷竞技pc板开始学习!
StudySmarter -一体化的学习应用程序。
4.8•+11k评级
下载量超过300万次
免费的
|
|

角功和功率

角功和功率

功一般由a做它作用于物体,引起物体的位移。在线性运动功等于力和距离的乘积。对于角运动,角功是完成工作通过物体进行角度运动以使物体绕轴旋转。同样,角功率是传递给旋转物体的功率。

角的工作

角功相当于角运动中的线性功。在线性运动,一个作用在一个物体上,对它做功。类似地,在角运动中,物体绕轴旋转也要做功。功是力矩在一定角度上作用的结果。

角功的公式推导

对于直线运动,完成工作等于作用在物体上的力和线性位移的乘积。对于角运动,我们利用弧长和半径的关系,将线位移转换为角位移。因此,角完成工作等于力“F”乘以角速度“θ•r”,如下所示:

然而,对于圆周运动我们还知道,扭矩T等于作用在物体上的力乘以物体的半径F•r。通过将转矩关系替换为导出的角功,我们得出角功方程和线性功方程具有相同的形式。此外,在作线性功时,力矩是力的倒数,角位移是线位移的倒数。

角功和线性功一样,都以焦耳为单位。

角功和功率:扭矩方向

力矩的方向可以用右手定则求出来,我们用手指指向旋转的方向。然后向上伸出拇指。通过手指指向旋转方向,拇指指向垂直于旋转方向的方向。扭矩的方向由拇指的方向确定(见图1)。

在垂直旋转中,适用于以下情况:

  • 若旋转方向为顺时针,则转矩为向下。
  • 如果旋转方向为逆时针,则扭矩为向上。

角功和功率,旋转方向和扭矩,StudySmarter图1所示。旋转方向和转矩。来源:StudySmarter。

对于非垂直旋转,扭矩的方向可以用右手定则求出。这就是说,当拇指伸出时,四个手指跟随旋转的方向。拇指的方向表示扭矩的方向是向上或向下。下面的图2显示了一个示例。

角功和功率,扭矩方向右手规则,StudySmarter图2。力矩的方向。资料来源:StudySmarter的Georgia Panagi。

角功与功率:功能定理

功能定理指出总的完成工作外力对物体的影响等于动能的变化量。

然而,动能的变化还必须包括平动动能TKe和转动动能驾驶台。下式中,W为功,ΔKe为动能变化量。

角的权力

功率被定义为能量传递的速率。

线性幂是完成工作随着时间的推移。利用前面的关系式,我们知道完成工作线性运动等于和它的线性位移。位移除以时间等于速度。

角幂的公式推导

对于角运动,我们已经证明了力矩是的倒数线性运动,角速度是线速度的倒数。

把角速度代入方程,我们得到了一个关于扭矩的方程,其中扭矩,以牛顿每米为单位,等于惯性矩乘以角加速度。

然后我们修改前面的功方程,它等于力和线性位移的乘积。我们用扭矩除以时间来代替力,因为根据定义,扭矩等于力和半径的乘积,如下所示。

这里,x是线位移,它等于线速度乘以时间。由于我们处理的是角旋转,线速度v必须替换为它的等效角速度,在下面使用ω是角速度。

这将被代入线性位移项,得到下面的表达式。

我们现在可以把角旋转的功方程代入功率方程。

在这一点上,半径项和时间被抵消了,所以我们得到了一个更简单的表达式,其中功率是扭矩T的乘积,角速度ω以rad/s为单位测量2

在以15 rad/s旋转的涡轮机上施加300 k Nm的扭矩。确定涡轮机继续旋转所需的功率。

解决方案

半径0.5m、质量为3kg的转轮用一根带A的绳子拉动在0.8米的距离上增加10N。确定完成工作

解决方案

我们首先使用扭矩方程,因为扭矩是确定完成工作

然后利用位移与半径的关系来确定功方程中所要求的以弧度为单位的角位移。方程被重新排列,在我们替换初始功方程中得到的值之前,θ为主题。

Angular Work和Power -关键要点

  • 角功是作用在物体上的力矩所做的功乘以角位移。

  • 角功率是角运动中能量传递的变化率。

  • 旋转动力学遵循与线性动力学相同的规则,因为线性公式与旋转公式具有相同的形式。

关于Angular工作和电源的常见问题

角功率是一段时间内所做的角功,或者,它是扭矩和角旋转的乘积,如下面的公式所示。


功率=(力矩)⋅(角旋转)

P = t⋅ω

角功由扭矩和角位移的乘积计算,如下式所示。

W= t⋅Δθ

当圆盘旋转一段时间并从静止位置加速到初始位置时,功率是圆盘旋转并做功的速率。

物理中的角功是物体绕固定轴旋转时所做的净功。角功等于扭矩和总角位移的乘积。


最后一个Angular工作和功能测试

问题

什么是角幂?

显示答案

回答

它是测量由角运动所传递的能量的变化率。

显示的问题

问题

角功是什么?

显示答案

回答

它是扭矩和角位移的乘积。

显示的问题

问题

船舶发动机螺旋桨3000W转速,170rev/min转速。确定作用在螺旋桨上的扭矩。

显示答案

回答

T = P/ω = 3000/(17.8 Rad/s) = 168.5Nm。

显示的问题

问题

能量功定理的状态是什么?


显示答案

回答

外力所做的总功等于动能的变化量。



显示的问题

问题

线转矩和角转矩的关系是什么?


显示答案

回答

角力和线力的形式是一样的。

显示的问题

问题

用扭矩表示功率的公式是什么?


显示答案

回答

T P =ω

显示的问题

问题

功和角位移的关系是什么?

显示答案

回答

功与角动量成正比。

显示的问题

问题

功能定理的公式是什么?

显示答案

回答

REk = 1 / 2 I ω^2。

显示的问题

问题

功率的单位是什么?

显示答案

回答

瓦。

显示的问题

问题

角功的公式是什么?


显示答案

回答

王= TӨ

显示的问题

问题

计算一个硬盘在7秒内做功300W的功率。

显示答案

回答

42.9 w。

显示的问题

问题

在线性功中力的角倒数是多少?

显示答案

回答

扭矩是力的倒数。

显示的问题

问题

线性功中位移的角倒数是多少?

显示答案

回答

角位移是线性位移的倒数。

显示的问题

更多关于Angular Work和Power的内容
60%

有一半的用户没有通过Angular的工作和能力测试!你能通过测验吗?

开始测试

为你的主题找到合适的内容

如果你拥有成功所需的一切,就没有必要作弊!打包成一个应用程序!

学习计划

用个人计划准时做好充分准备。

小测验

用游戏化的测验来测试你的知识。

抽认卡

在创纪录的时间内创建并找到抽认卡。

笔记

创造美丽的音符比以往任何时候都快。

雷竞技苹果官网

把你所有的学习材料放在一个地方。

文档

上传无限的文档并在线保存。

研究分析

明确自己的学习优势和劣势。

每周目标

设定个人学习目标,并通过实现目标获得积分。

智能提示

不要再拖延学习提醒了。

奖励

在学习的过程中获得积分,解锁徽章和升级。

魔法标记

完全自动地在笔记中创建抽认卡。

聪明的格式

使用我们的模板创建最漂亮的学习材料。

报名做标记和笔记。100%免费。

Baidu
map