תוֹכֶן
כוח פועל על נקודת הסיבוב של מעוט לשגר חפץ באוויר, לרוב ככלי נשק. כוח ההנעה של המעוט נמדד בצורה הטובה ביותר כ''רגע '', או כמות הכוח המסתובב המועבר לזרוע המעוט. הכוח שנוצר על הקליע הוא פונקציה של התאוצות הסיבוביות והמשיקיות שהזרוע משרה בו. שים לב שהרגע והכוח שנוצר על הקליע משתנים במהלך תנועת המעוט.
שלב 1
חשב את רגע זרוע המעוט. הרגע שווה לכוח הפועל בניצב לזרוע המעוט כפול מרחקו מנקודת סיבוב הזרוע. אם הכוח מסופק על ידי משקל, הכוח הניצב שווה למשקל כפול סינוס הזווית שבין כבל המשקל לזרוע המעוט. הסינוס הוא פונקציה טריגונומטרית.
שלב 2
חשב את רגע האינרציה הקוטבי של זרוע המעוט. זהו מדד להתנגדות לסיבוב של אובייקט. רגע האינרציה הקוטבי של אובייקט כללי שווה לאינטגרל של כל יחידת מסה אינסופית מינימלית כפול הריבוע של כל יחידת מרחק מסה מנקודת הסיבוב. האינטגרל הוא פונקציה של החישוב. יתכן שתרצה להתקרב לזרוע המעוט כמוט אחיד, שבו רגע האינרציה הקוטבי יהפוך לשליש ממסת הזרוע כפול הריבוע שאורכו:
אני = (m * L ^ 2) / 3.
שלב 3
חשב את התאוצה הזוויתית. ניתן למצוא אותו בקלות על ידי חלוקת הרגע בכל נקודת זמן ברגע האינרציה הקוטבי:
a = M / I.
שלב 4
חשב את התאוצות הרגילות והמשיקיות בקליע. תאוצה משיקה מתארת את העלייה במהירות הליניארית של האובייקט והיא שווה לתאוצה זוויתית כפולת אורך הזרוע. תאוצה רגילה, הנקראת גם תאוצה צנטריפטלית, פועלת בניצב למהירות המיידית של האובייקט והיא שווה למהירות בריבוע חלקי אורך הזרוע:
a = (v ^ 2) / L.
אפשר להתקרב למהירות בכל נקודת זמן, להכפיל את הזמן שעבר בתאוצה הזוויתית הממוצעת ואורך הזרוע:
v = a * t * L.
שלב 5
השתמש בחוק השני של ניוטון - כוח שווה תאוצה המונית כפול - כדי להמיר את תאוצות האובייקט לכוחות הנגרמים על ידי המעוט. הכפל את מרכיבי התאוצה המשיקה והרגילה במסת האובייקט כדי להשיג שני כוחות.
שלב 6
שלב את שני מרכיבי הכוח לכוח יחיד שנוצר. מכיוון שהכוחות הרגילים והמשיקים פועלים בניצב זה לזה, ניתן להשתמש במשפט פיתגורס כדי למצוא את גודל הכוח שנוצר:
a ^ 2 + b ^ 2 = c ^ 2, כאשר '' a '' ו- '' b 'הם מרכיבי כוח ו-' 'c' 'הוא התוצאה.