Применение тормозного ремня для измерения мощности

Чтобы измерить мощность человека, мы можем заставить его вытягивать груз с помощью длинной веревки (фиг. 82) или использовать систему блоков и большой груз, но все это сложно. Удобнее устройство, заменяющее висящий груз трением тормозного ремня о колесо или барабан. Одно из таких устройств показано на фиг. 83. В других используется велосипедная рама, а человек крутит педалями заторможенные колеса.

Ременный или веревочный пояс АВСDЕ оттягивается вверх пружинными весами Х1 и Х2, так что он туго прижимается к нижней половине окружности обода колеса. Человек крутит колесо за рукоятку. Пружинные балансы препятствуют движению ремня вместе с колесом, и он трется о колесо по полуокружности ВСD, мешая движению. Участок DE, натяжение которого измеряется весами Х1, сильно тянет в сторону, противоположную движению колеса. На участке А В натяжение, измеряемое весами Х2, способствует движению. Если эти натяжения равны F1 и F2, то результирующая сила будет равна их разности F1—F2.
Когда колесо совершает один оборот, длина его окружности 2пR целиком проходит под ремнем, преодолевая силу трения (F1—F2). Для человека, крутящего колесо, ситуация будет такой, как если бы пояс, оттягиваемый грузами F1 и F2, двигался вместе е колесом. А это было бы эквивалентно наматыванию на колесо веревки с грузом (F1—F2), который заставляет человека затрачивать при каждом обороте энергию 2пR(F1—F2). Вернемся теперь к реальному устройству с пружинными весами, показывающими силы F1 и F2. При каждом обороте человек должен затрачивать энергию, равную (ДЛИНА ОКРУЖНОСТИ 2пR) • (РАЗНОСТЬ НАТЯЖЕНИЙ F1-F2)

Используя этот результат с учетом числа оборотов колеса я показания весов за определенный промежуток времени, мы можем вычисгить мощность, превращаемую при торможении в теплоту. Хотя тормоз нревращает ату мощность в бесполезное тепло, она могла бы быть полезной, если бы ремень был прикреплен к колесу и поднимал груз. Таким образом в подобной схеме измеряется «полезная» мощность.

 

 

Автор Эрик Роджерс

Физика для любознательных”

Электростатика

Общие понятия температуры

На главную

ДРУГИЕ НАШИ ПРОЕКТЫ

Интересные  игрушки

Поделки дома

А Вам слабо?

Своими руками с детьми

От дачи до дома

Что готовите?

Оставить комментарий:

XHTML: Вы можете использовать теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>