Maximum Power and ForcePowerForce w

Maximum Power and Force
Power
Force without movement does not require power. A column holding up a building
does not need a battery or gas engine to keep it standing. Movement without force
also does not require power. No examples of that exist here on Earth because friction always presents a resistance to be overcome, but in deep space, a rocket initially propelled forward may then travel for decades with no further push. It is the
combination of force and movement, or more specifically force and velocity, that
requires power.
Power is a scalar quantity, which means that it has magnitude, but not a direction. So there is no left power versus right power, or offstage power versus onstage,
but power does have a sign associated with it, and that is because supplying power
is much different than absorbing power. In mathematics, an operation known as
the dot product was developed to allow vector multiplication with a signed scalar
result.
Where P = power (ft-lb/sec, w)
, F= force, in vector and magnitude form respectively (lb, N)
, v= velocity, in vector and magnitude form respectively (ft/sec, m/sec).
Instantaneous velocity is shown, but average velocity, , can be
used too, with the result being average power, . (The bars surrounding both and indicate absolute value, or that those
quantities are always positive.)
= the angle between and (degrees). This angle is 0° if force and
velocity are in the same direction, 180° if they are opposite.
Both customary and metric units for power are in common use today, even in
the USA. In the U.S., the formulas give power in foot pounds per second, or ft-lb/
sec, but these units are almost always instantly converted to the more familiar
horsepower:
P Fv⋅ Fv θ cos ==
F
v
v
P
F v
θ Fv
1hp 550ft-lb/sec =
50 Mechanical Design for the Stage
In the metric SI, the unit for power is the newton meter per second, or Nm/sec.
This is not converted to anything else, but it is given a unique name, the watt. So
Conversion between customary and metric power units is often performed:
This is usually rounded to give an easier to remember, but now only approximate
value:
Throughout these linear motion chapters anassumption has beenmade that all
movement will follow straight lines. To simplify the dot product calculation of the
power formula, one further assumption will be made. During the calculation of power,
the forces acting to move an object will always be parallel with the direction of motion.
This is not actually new, as the acceleration, friction and lifting force formulas
described in previous chapters where all defined as forces parallel with the direction of
movement. Neither is it a severe limitationon our application of this mathematical
model to real situations. Wagons run along deck tracks are pulled by cables paralleling
the direction of movement. Lifts are most commonly pulled or pushedstraight up (scissor lifts are an exception, but their arms actually rotate, so they are covered in the rotational motion chapters). The cables rigged to flown scenery pull parallel to the direction
of movement in all but the rarest instances.
What this allows here is an easy way around the cosine term inthe dot product definition of power. If force and velocity are always parallel, then the only possible angles
between them, , are 0°, when they are both in the same direction, and 180°, when they
are opposite. The cosine of 0° equals 1, and the cosine of 180° equals -1. The cosine
term will—with this and must be parallel assumption—only ever affect the sign of
the power, never its size.
The direction of vectors in the straight linemotion world of these chapters has been
represented with plus and minus signs. Regardless of which direction along the line
from the origin is chosen as positive, if force and velocity are both in the same direction
relative to each other, their signs will bethe same, and the outcome of their multiplication will be positive: , or . If they are in opposite
direction from each other, one term will be positive and the other negative, and the outcome will always be negative: , or . This behavior is identical to the results that would be obtained using the cosine in the definition of
the dot product, and so if the force and velocity vectors will always be parallel, the sum
of three power components:
will equal the sum of three component forces times velocity:
Passed by quickly above was the notionthat power, a scalar having magnitude
but not direction, has a sign. Power can be positive or negative, and the implication
of these signs is very important. Imagine a car driving up and then down a steep
1W 1Nm/sec =
1hp 746watts =
1hp 750watts ≅ 0.75kilowatts 0.75kW ==
θ
Fv
+F ()+v () × +P = –F ()–v () × +P =
+F () v – () × P –= –F ()+v () × P –=
Pmax Faccel vmax ⋅ ()Ffrict vmax ⋅ ()Flift vmax ⋅ () ++ =
Pmax Faccel Ffrict Flift ++ ()vmax =
Chapter 6 – Maximum Power and Force 51
hill. While going up, the driver will have to press the accelerator to give the engine
gas for sufficient power. The velocity of the car up the hill and the push from the
tires are both in the same direction. In the power formula, if force and velocity are
in the same direction, the result is a positive value for power. When going down the
hill, the brakes will have to be applied, and the force developed at the tires on the
road retards motion down the hill. Force and velocity here are in opposite directions, and the power that would result would be negative.
A positive power corresponds to any situation where a power source (a motor,
a stagehand, or a hydraulic cylinder) has tosupply power to the load to move it—
power flows from actuator to the load. A negative power occurs whenever the load
tries to drive the power source, or in other words whenever the load’s power must
be absorbed to keep the movement under control. Here power flows from the load
to the actuator. A car’s brakes are perhaps the most familiar power absorbing
mechanism, but far more common in electric motor driven machines is the fact that
most motor types can absorb power by becoming a generator as needed, and they
then push electric current back out onto the power lines. If it were not for all the
unavoidable electrical and mechanical losses, mainly from resistance and friction, a
chain hoist would use the exact same amount of power from the electric lines in lifting a load as it would supply back to the lines on lowering it.
Finally, the value for power given by
is the power needed at the effect to move it as was modeled in the calculations. It is
notthe power of the motor needed to run the effect. Power transmission systems—
gear reducers, roller chains, or a cable and sheaves, for instance—are never 100%
efficient, and so power losses willoccur between motor and effect. Motors are
available only in certain increments of power: 1, 1.5, 2, 3, 5, 7.5 hp for example,
and so rounding up to the next available size will always be necessary. And finally,
the mechanical designer may want a power contingency to allow for changes
between the assumptions made early on during these calculations, and the reality
of the effect as used on stage. It is common for a motor to be 1.5 to 2 times as large
as the value this formula gives, and not unusual in commercial theatre work for it
to be 4, or more, times as large.
Maximum Power
In order to design a machine that will successfully run an effect, the maximum
power that the effect requires must be determined. The maximum power formula
includes three force terms and velocity, and they all interact in such a way that one
situation is always the worst case for power needed to run an effect:
• will be zero while the effect is at rest, or moving at a constant velocity. It
will be in the same direction as during acceleration, and opposite in direction during deceleration. Therefore, the power needed just to accelerate mass
will always be at its positive maximum during the acceleration portion of the
move.
Pmax Faccel Ffrict Flift ++ ()vmax =
Faccel
vmax
52 Mechanical Design for the Stage
• is the force that must be applied to overcome the effects of friction. It is
always present during movement, and is always in the same direction as .
The power needed to overcome friction is at its positive maximum throughout
all portions of a move, regardless of the move’s direction.
• will be zero if the effect moves horizontally. In any other situation,
will equal some component of the effect’s weight in magnitude, and in
the direction that, given the travel path followed, is in the upwards direction—
straight up for a lift, angled gently up from horizontal for a wagon on a shallow
rake. Given this, the power due just to lifting will be at a positive maximum
whenever represents a move with any upward component.
If the worst case situation for power needed to move a load is distilled out of these
three statements, it occurs, simply, at the end of acceleration,while traveling up.
EXAMPLE: A 250 lb weight is hauled up and down by a winch mounted
on the grid directly above it. Given motion parameters are:
, , and . There is no
counterweight. Analyze the power needed to do the acceleration, constant
velocity, and decelerationportions of the move, for both moves up and
down.
SOLUTION: There are six results to this problem corresponding to the
three portions of a typical move and the two directions. Assume up is positive.
• Moving up, accelerating
• Moving up, constant velocity
• Moving up decelerating, the valueof acceleration is now negative
Not surprisingly the maximum power needed for a move traveling
upwards occurs during the acceleration portion of the move. The power
needed during the move does not change much in this example because
the lifting force predominates throughout, common for dead-hauling situations.
• Now for the move down. During the acceleration portion of the move,
with up still being the positive direction, velocity and acceleration both

Kết quả (Việt) 1:

Công suất tối đa và lực lượngSức mạnhCác lực lượng mà không có phong trào không yêu cầu quyền lực. Một cột đang nắm giữ lên một tòa nhàkhông cần một pin hoặc động cơ khí để giữ cho nó đứng. Phong trào mà không có lực lượngcũng không yêu cầu quyền lực. Không có ví dụ về mà tồn tại ở đây trên trái đất bởi vì ma sát luôn luôn trình bày một sức đề kháng để được khắc phục, nhưng trong vũ trụ, một tên lửa ban đầu đẩy về phía trước có thể sau đó đi du lịch trong nhiều thập niên với không đẩy hơn nữa. Đó là cácsự kết hợp của các lực lượng và phong trào, hoặc cụ thể hơn lực lượng và vận tốc, màđòi hỏi sức mạnh. Điện là một số lượng vô hướng, có nghĩa là nó có cấp sao biểu kiến, nhưng không phải là một hướng. Vì vậy có là không có sức mạnh trái so với quyền, hay các quyền lực offstage so với sân khấu,nhưng quyền lực có một dấu hiệu liên kết với nó, và đó là bởi vì việc cung cấp điệnlà hoàn toàn khác hơn hấp thụ năng lượng. Trong toán học, một hoạt động được gọi làsản phẩm dot được phát triển để cho phép nhân véc tơ với một vô hướng đã kýkết quả. Nơi P = điện (ft-lb/sec, w), F = lực lượng, ở dạng vector và cường độ tương ứng (lb, N), v = vận tốc, ở dạng vector và cường độ tương ứng (ft/giây, m/giây).Vận tốc tức thời Hiển thị, nhưng trung bình tốc độ, có thểsử dụng quá, với kết quả là suất trung bình. (Các quán bar xung quanh cả hai và chỉ ra giá trị tuyệt đối, hoặc có nhữngvới số lượng là luôn luôn tích cực.)= góc giữa và (độ). Góc này là 0° nếu lực lượng vàvận tốc trong cùng một hướng, 180° nếu họ là đối diện. Phong tục và số liệu đơn vị đối với sức mạnh chung sử dụng ngày hôm nay, ngay cả trongHoa Kỳ. Tại Hoa Kỳ, các công thức cho quyền lực ở chân cân Anh mỗi giây, hoặc ft-lb /SEC, nhưng các đơn vị này hầu như luôn luôn ngay lập tức được chuyển đổi sang càng quen thuộcmã lực:P Fv⋅ Fv θ cos ==FvvPF vBệnh viện Fv θ1HP 550ft-lb/giây =50 cơ khí thiết kế cho giai đoạnTrong số liệu SI, đơn vị năng lượng là newton mét mỗi giây, hoặc Nm/sec.Điều này không phải chuyển đổi sang bất cứ điều gì khác, nhưng nó được đưa ra một tên duy nhất, các watt. Vì vậy Chuyển đổi giữa các phong tục và số liệu điện đơn vị thường được biểu diễn: Điều này thường làm tròn để cung cấp cho một dễ dàng hơn để nhớ, nhưng bây giờ chỉ gần đúnggiá trị:Trong suốt các chương này chuyển vị tuyến tính anassumption có beenmade rằng tất cảphong trào sẽ làm theo đường thẳng. Để đơn giản hóa việc tính toán sản phẩm dot cáccông thức sức mạnh, một trong những giả định thêm sẽ được thực hiện. Trong tính toán năng lượng,Các lực lượng hành động để di chuyển một đối tượng sẽ luôn luôn được song song với hướng chuyển động.Đây không phải là thực sự mới, như gia tốc, ma sát và lực lượng nâng công thứcMô tả ở trước chương nơi tất cả các định nghĩa là lực lượng song song với sự hướng dẫn củaphong trào. Nó không phải là nó một limitationon nghiêm trọng của chúng tôi ứng dụng của toán học nàyMô hình tình huống thực tế. Toa xe chạy dọc theo sàn bài hát được kéo bởi cáp song songsự chỉ đạo của phong trào. Thang máy phổ biến nhất được kéo hoặc pushedstraight lên (xe nâng kiễu giàn chéo là một ngoại lệ, nhưng cánh tay của họ thực sự xoay, do đó, họ được bảo hiểm trong chương quay chuyển động). Các loại cáp gian lận để bay cảnh quan kéo song song với sự chỉ đạophong trào trong tất cả, nhưng các trường hợp hiếm nhất. Những gì điều này cho phép ở đây là một cách dễ dàng xung quanh thuật ngữ cô sin trong định nghĩa dot sản phẩm năng lượng. Nếu lực lượng và vận tốc luôn luôn song song, sau đó là các góc duy nhất có thểgiữa chúng, là 0°, khi họ cả hai trong cùng một hướng, và 180°, khi họlà đối diện. Cô sin 0° bằng 1, và cô sin 180° bằng -1. Cô sinhạn sẽ — với điều này và phải là giả định song song — chỉ bao giờ ảnh hưởng đến các dấu hiệu củasức mạnh, không bao giờ kích thước của nó.Sự chỉ đạo của vectơ trong thế giới linemotion thẳng các chương này đãđại diện Plus và trừ đi các dấu hiệu. Bất kể hướng dọc theo dòngtừ nguồn gốc được chọn làm tích cực, nếu lực lượng và vận tốc là cả hai trong cùng một hướngtương đối với nhau, dấu hiệu của họ sẽ bethe như nhau, và kết quả của phép nhân của họ sẽ được tích cực:, hoặc. Nếu họ đang có trong đối diệnhướng từ mỗi khác, một thuật ngữ sẽ là tích cực và tiêu cực khác, và kết quả sẽ luôn luôn được tiêu cực:, hoặc. Hành vi này là giống hệt nhau để các kết quả sẽ được thu được bằng cách sử dụng cô sin trong định nghĩa củadấu chấm sản phẩm, và vì vậy, nếu các lực lượng và vận tốc vectơ sẽ luôn luôn được song song, tổngcủa linh kiện điện ba: sẽ bằng tổng của ba thành phần lực lượng lần vận tốc:Thông qua một cách nhanh chóng trên là sức mạnh notionthat, một vô hướng có cấp sao biểu kiếnnhưng không chỉ đạo, có một dấu hiệu. Năng lượng có thể được tích cực hay tiêu cực, và ngụ ýnhững dấu hiệu là rất quan trọng. Hãy tưởng tượng một chiếc xe lái xe lên và sau đó xuống một dốc1W 1Nm/giây =1HP 746watts =1HP 750watts ≅ 0.75kilowatts 0.75kW ==IBệnh viện FV+F ()+v () × +P = –F ()–v () × +P =+F () v – () × P –= –F ()+v () × P –=Pmax Faccel v-Max ⋅ () Ffrict v-Max ⋅ () () ⋅ v-Max Flift ++ =Pmax Faccel Ffrict Flift ++ v-Max () =Chương 6-công suất tối đa và hiệu lực 51Hill. Trong khi đi lên, người lái xe sẽ phải bấm máy gia tốc để cung cấp cho động cơkhí cho quyền lực đầy đủ. Tốc độ xe lên đồi và đẩy từ cáclốp xe là cả hai trong cùng một hướng. Trong công thức sức mạnh, nếu lực lượng và vận tốctrong cùng một hướng, kết quả là một giá trị tích cực cho sức mạnh. Khi đi xuống cácHill, phanh sẽ phải được áp dụng, và các lực lượng phát triển ở các lốp xe trên cácđường chậm chuyển động xuống đồi. Lực lượng và vận tốc ở đây là trong hướng đối diện, và sức mạnh mà sẽ cho kết quả sẽ là tiêu cực. Một sức mạnh tích cực tương ứng với bất kỳ tình huống nơi một nguồn năng lượng (một động cơ,một stagehand, hoặc một hình trụ thủy lực) có quyền lực tosupply để tải để di chuyển nó —năng lượng chảy từ thiết bị truyền động để tải. Một năng lượng tiêu cực xảy ra bất cứ khi nào tảitries to drive the power source, or in other words whenever the load’s power mustbe absorbed to keep the movement under control. Here power flows from the loadto the actuator. A car’s brakes are perhaps the most familiar power absorbingmechanism, but far more common in electric motor driven machines is the fact thatmost motor types can absorb power by becoming a generator as needed, and theythen push electric current back out onto the power lines. If it were not for all theunavoidable electrical and mechanical losses, mainly from resistance and friction, achain hoist would use the exact same amount of power from the electric lines in lifting a load as it would supply back to the lines on lowering it.Finally, the value for power given by is the power needed at the effect to move it as was modeled in the calculations. It isnotthe power of the motor needed to run the effect. Power transmission systems—gear reducers, roller chains, or a cable and sheaves, for instance—are never 100%efficient, and so power losses willoccur between motor and effect. Motors areavailable only in certain increments of power: 1, 1.5, 2, 3, 5, 7.5 hp for example,and so rounding up to the next available size will always be necessary. And finally,the mechanical designer may want a power contingency to allow for changesbetween the assumptions made early on during these calculations, and the realityof the effect as used on stage. It is common for a motor to be 1.5 to 2 times as largeas the value this formula gives, and not unusual in commercial theatre work for itto be 4, or more, times as large. Maximum PowerIn order to design a machine that will successfully run an effect, the maximumpower that the effect requires must be determined. The maximum power formulaincludes three force terms and velocity, and they all interact in such a way that onesituation is always the worst case for power needed to run an effect:• will be zero while the effect is at rest, or moving at a constant velocity. It will be in the same direction as during acceleration, and opposite in direction during deceleration. Therefore, the power needed just to accelerate mass will always be at its positive maximum during the acceleration portion of the move.Pmax Faccel Ffrict Flift ++ ()vmax =Faccelvmax52 Mechanical Design for the Stage• is the force that must be applied to overcome the effects of friction. It is always present during movement, and is always in the same direction as . The power needed to overcome friction is at its positive maximum throughout all portions of a move, regardless of the move’s direction.• will be zero if the effect moves horizontally. In any other situation, will equal some component of the effect’s weight in magnitude, and in the direction that, given the travel path followed, is in the upwards direction—straight up for a lift, angled gently up from horizontal for a wagon on a shallow rake. Given this, the power due just to lifting will be at a positive maximum whenever represents a move with any upward component.If the worst case situation for power needed to move a load is distilled out of thesethree statements, it occurs, simply, at the end of acceleration,while traveling up.EXAMPLE: A 250 lb weight is hauled up and down by a winch mountedon the grid directly above it. Given motion parameters are:, , and . There is nocounterweight. Analyze the power needed to do the acceleration, constantvelocity, and decelerationportions of the move, for both moves up anddown.SOLUTION: There are six results to this problem corresponding to thethree portions of a typical move and the two directions. Assume up is positive.• Moving up, accelerating• Moving up, constant velocity• Moving up decelerating, the valueof acceleration is now negativeNot surprisingly the maximum power needed for a move travelingupwards occurs during the acceleration portion of the move. The powerneeded during the move does not change much in this example becausethe lifting force predominates throughout, common for dead-hauling situations.• Now for the move down. During the acceleration portion of the move,with up still being the positive direction, velocity and acceleration both

Kết quả (Việt) 2:

Công suất tối đa và Force
điện
lực mà không có sự chuyển động không đòi hỏi sức mạnh. Một cột nắm giữ lên một tòa nhà
không cần pin hoặc khí động cơ để giữ cho nó đứng. Phong trào mà không có lực lượng
cũng không đòi hỏi sức mạnh. Không có ví dụ về các tồn tại trên trái đất bởi ma sát luôn đặt ra kháng thể khắc phục được, nhưng trong không gian sâu thẳm, một tên lửa ban đầu đẩy về phía trước sau đó có thể đi du lịch trong nhiều thập kỷ không có đẩy hơn nữa. Nó là
sự kết hợp của các lực lượng và phong trào, hay cụ thể hơn là ép buộc và vận tốc, mà
đòi hỏi quyền lực.
Power là một đại lượng vô hướng, có nghĩa là nó có độ lớn, nhưng không phải là một hướng. Vì vậy, không có điện bên trái so với điện bên phải, hoặc điện ngoài sân khấu so với trên sân khấu,
nhưng quyền lực không có một dấu hiệu liên kết với nó, và đó là vì cung cấp điện
là khác nhiều so với hấp thụ năng lượng. Trong toán học, một hoạt động được gọi là
sản phẩm chấm đã được phát triển để cho phép vector nhân với vô hướng đã ký
kết.
Trường hợp P = Công suất (ft-lb / sec,
w), F = lực, trong vector và độ lớn dạng tương ứng (lb, N
), v = vận tốc, trong vector và độ lớn dạng tương ứng (ft / sec, m / s).
Vận tốc tức thời được hiển thị, nhưng vận tốc trung bình, có thể được
sử dụng quá, với kết quả là công suất trung bình,. (Các thanh xung quanh cả hai và chỉ ra giá trị tuyệt đối, hoặc là những
số lượng luôn luôn dương.)
= Góc giữa và (độ). Góc này là 0 ° nếu lực lượng và
vận tốc là trong cùng một hướng, 180 ° nếu họ đang đối diện.
Cả hai đơn vị thông thường và số liệu cho điện đang được sử dụng phổ biến hiện nay, ngay cả trong
những USA. Tại Mỹ, các công thức cho quyền lực trong bảng chân mỗi giây, hoặc ft-lb /
giây, nhưng các đơn vị này gần như luôn luôn ngay lập tức chuyển đến quen thuộc hơn
mã lực:
P Fv⋅ FV θ cos ==
F
v
v
P
F v
θ FV
1HP 550ft-lb / sec =
50 Thiết kế cơ khí dùng cho sân khấu
Trong SI metric, đơn vị đối với quyền lực là niutơn mét mỗi giây, hoặc Nm / sec.
Đây không phải là chuyển đổi sang bất cứ điều gì khác, nhưng nó được đặt một cái tên độc đáo , các watt. Vì vậy,
chuyển đổi giữa các đơn vị điện lực quán và số liệu thường được thực hiện:
Điều này thường được làm tròn để cung cấp cho một dễ nhớ hơn, nhưng bây giờ chỉ là xấp xỉ
giá trị:
Trong suốt những chương chuyển động tuyến tính anassumption đã beenmade rằng tất cả các
phong trào sẽ đi theo đường thẳng. Để đơn giản hóa việc tính toán dấu chấm sản phẩm của các
công thức điện, một giả định sẽ tiếp tục được thực hiện. Trong việc tính toán năng lượng,
các lực lượng hành động để di chuyển một đối tượng sẽ luôn song song với hướng chuyển động.
Đây không phải là thực sự mới, như khả năng tăng tốc, ma sát và nâng công thức có hiệu lực
được mô tả trong chương trước, nơi tất cả các định nghĩa là lực lượng song song với hướng của
phong trào. Không phải là nó một nặng limitationon ứng dụng của chúng ta về toán học này
mô hình với các tình huống thực tế. Toa xe chạy dọc các đường boong được kéo bằng dây cáp song song với
sự chỉ đạo của phong trào. Thang máy thường nhất kéo hoặc pushedstraight lên (thang máy kéo là một ngoại lệ, nhưng cánh tay của họ thực sự xoay, vì vậy chúng được bao phủ trong các chương chuyển động quay). Các dây cáp bị để bay cảnh kéo song song với hướng
của phong trào trong tất cả các trường hợp hiếm nhất.
Một cách dễ dàng xung quanh các hạn cosin inthe định nghĩa sản phẩm dot quyền lực gì này cho phép ở đây là. Nếu lực lượng và vận tốc luôn luôn song song, sau đó các góc có thể chỉ
giữa chúng,, là 0 °, khi họ là cả hai trong cùng một hướng, và 180 °, khi họ
đang đối diện. Cosin 0 ° bằng 1, và cosin của 180 ° bằng -1. Cosin
hạn sẽ-với điều này và phải được song song giả định chỉ có bao giờ ảnh hưởng đến các dấu hiệu của
sức mạnh, không bao giờ kích thước của nó.
Sự chỉ đạo của vectơ trong linemotion thẳng thế giới của những chương này đã được
đại diện với dấu cộng và trừ. Bất kể là hướng dọc theo đường
từ gốc được chọn là tích cực, nếu lực lượng và vận tốc là cả hai trong cùng một hướng
tương đối với nhau, dấu hiệu của họ sẽ Bethe cùng, và kết quả của phép nhân của họ sẽ được tích cực: hoặc. Nếu họ đang ở đối diện
hướng từ mỗi khác, một trong những hạn sẽ được tích cực và tiêu cực khác, và kết quả sẽ luôn là số âm: hay. Hành vi này là giống hệt với kết quả đó sẽ được thu được bằng cách sử dụng cosin trong định nghĩa của
các sản phẩm dấu chấm, và do đó, nếu các lực lượng và vận tốc vector sẽ luôn luôn song song nhau, tổng
của ba thành phần điện:
sẽ bằng tổng của ba lực lượng thành phần lần vận tốc:
Thông qua bởi cách nhanh chóng trên là điện notionthat, một vô hướng có độ lớn
nhưng không có hướng, có một dấu hiệu. Quyền lực có thể là tích cực hoặc tiêu cực, và ý nghĩa
của những dấu hiệu này là rất quan trọng. Hãy tưởng tượng một chiếc xe lái xe lên và sau đó xuống một dốc
1W 1nm / sec =
1HP 746watts =
750watts 1HP ≅ 0.75kilowatts 0.75kW ==
θ
FV
+ F () + v () × + P = -F () -v () × + P =
+ F () v - () × P - = -F () + v () × P - =
Pmax Faccel vmax ⋅ () Ffrict vmax ⋅ () Flift vmax ⋅ () ++ =
Pmax Faccel Ffrict Flift ++ () vmax =
Chương 6 - Power tối đa và Force 51
ngọn đồi. Trong khi đi lên, người lái xe sẽ phải nhấn ga để cung cấp cho động cơ
khí đốt cho đủ điện. Vận tốc của xe lên đồi và đẩy từ
lốp xe là cả hai trong cùng một hướng. Trong công thức quyền lực, nếu lực lượng và vận tốc là
trong cùng một hướng, kết quả là một giá trị tích cực cho quyền lực. Khi đi xuống
đồi, phanh sẽ phải được áp dụng, và các lực lượng phát triển tại các lốp xe trên
đường làm chậm chuyển động xuống đồi. Lực lượng và vận tốc ở đây là theo hướng ngược nhau, và sức mạnh mà sẽ cho kết quả sẽ là tiêu cực.
Một điện cực tương ứng với bất kỳ tình huống mà một nguồn năng lượng (một động cơ,
một stagehand, hoặc một xi lanh thủy lực) có tosupply điện cho phụ tải để di chuyển nó-
chảy năng lượng từ thiết bị truyền động với tải. Một sức mạnh tiêu cực xảy ra bất cứ khi nào tải
cố gắng lái xe các nguồn năng lượng, hay nói cách khác bất cứ khi nào sức mạnh của tải phải
được hấp thụ để giữ cho chuyển động dưới sự kiểm soát. Đây chảy năng lượng từ tải
đến bộ truyền động. Hệ thống phanh của một chiếc xe có lẽ là sức mạnh quen thuộc nhất hấp thụ
cơ chế, nhưng phổ biến hơn trong động cơ thúc đẩy các máy điện là một thực tế rằng
hầu hết các loại động cơ có thể hấp thụ năng lượng bằng cách trở thành một máy phát điện khi cần thiết, và họ
sau đó đẩy dòng điện trở lại vào đường dây điện . Nếu nó không được cho tất cả các
tổn thất điện và cơ khí không thể tránh khỏi, chủ yếu là từ kháng và ma sát, một
Palăng xích sẽ sử dụng cùng một số tiền chính xác của điện từ đường dây điện trong nâng một tải trọng vì nó sẽ cung cấp trở lại các đường dây trên hạ nó.
Cuối cùng, giá trị cho điện do
là sức mạnh cần thiết ở các hiệu ứng để di chuyển nó như được mô hình hóa trong các tính toán. Nó là
notthe sức mạnh của động cơ cần thiết để áp dụng hiệu ứng. Truyền tải điện systems-
gia giảm bánh răng, xích con lăn, hoặc cáp và ròng rọc, ví dụ, là không bao giờ 100%
hiệu quả, và như vậy tổn thất điện năng willoccur giữa động cơ và hiệu quả. Motors đang
có sẵn chỉ trong gia nhất định điện năng: 1, 1.5, 2, 3, 5, 7,5 hp ví dụ,
và như vậy làm tròn lên đến kích thước có sẵn kế tiếp sẽ luôn luôn là cần thiết. Và cuối cùng,
các nhà thiết kế cơ khí có thể muốn có một dự điện để cho phép thay đổi
giữa các giả định được thực hiện sớm trong những tính toán, và thực tế
của hiệu ứng như được sử dụng trên sân khấu. Nó được phổ biến cho một động cơ là 1.5 đến 2 lần như lớn
như giá trị công thức này mang lại, và không phải bất thường trong công việc nhà hát thương mại cho nó
là 4, hoặc nhiều hơn, lần lớn.
Công suất tối đa
Để thiết kế một máy tính mà thành công sẽ chạy một hiệu ứng, tối đa
năng lượng mà hiệu quả đòi hỏi phải được xác định. Công thức quyền lực tối đa
bao gồm ba về lực lượng và vận tốc, và tất cả đều tương tác một cách như vậy mà một
tình luôn luôn là trường hợp tồi tệ nhất cho sức mạnh cần thiết để chạy một tác dụng:
• sẽ bằng không trong khi hiệu quả là ở phần còn lại, hoặc di chuyển ở một vận tốc không đổi. Nó
sẽ được ở cùng một hướng như khi tăng tốc, và ngược lại theo hướng khi giảm tốc. Vì vậy, năng lượng cần thiết chỉ để đẩy nhanh khối lượng
sẽ luôn luôn được ở tối đa tích cực của nó trong phần gia tốc của
chuyển động.
Pmax Faccel Ffrict Flift ++ () vmax =
Faccel
vmax
52 Thiết kế cơ khí dùng cho sân khấu
• là lực cần được áp dụng để khắc phục ảnh hưởng của ma sát. Đó là
luôn luôn hiện diện trong phong trào, và luôn luôn là trong cùng một hướng như.
Sức mạnh cần thiết để thắng lực ma sát là tối đa tích cực của nó trong suốt
tất cả các phần của một di chuyển, bất kể hướng của di chuyển.
• sẽ bằng không nếu như hiệu ứng di chuyển theo chiều ngang. Trong bất kỳ tình huống nào khác,
sẽ bằng một số thành phần trọng lượng của hiệu ứng về độ lớn, và trong
các hướng đó, với con đường đi theo sau, đang ở trong trở lên direction-
thẳng lên cho một thang máy, góc cạnh nhẹ nhàng lên từ ngang cho một toa xe trên nông
cào. Vì điều này, sức mạnh do chỉ để nâng sẽ ở mức tối đa dương
bất cứ khi nào đại diện cho một bước đi với bất kỳ thành phần trở lên.
Nếu trường hợp xấu nhất cho sức mạnh cần thiết để di chuyển một tải được chưng cất ra khỏi những
ba câu, nó xảy ra, đơn giản, tại cuối tăng tốc, trong khi đi du lịch lên.
Ví dụ: Một trọng lượng £ 250 được kéo lên và xuống bằng một tời gắn
trên lưới điện trực tiếp ở trên nó. Các thông số chuyển động được đưa ra
là:,, và. Không có
đối trọng. Phân tích năng lượng cần thiết để làm tăng tốc, không đổi
vận tốc, và decelerationportions của di chuyển, cho cả hai di chuyển lên và
xuống.
GIẢI PHÁP: Có sáu kết quả cho vấn đề này tương ứng với
ba phần của động thái điển hình và hai hướng. Giả lập là tích cực.
• Di chuyển lên, đẩy nhanh
• Di chuyển lên, vận tốc không đổi
• Chuyển lên giảm tốc, gia tốc valueOf tại là tiêu cực
Không ngạc nhiên sức mạnh tối đa cần thiết cho một di chuyển đi du lịch
trở lên xảy ra trong phần gia tốc của chuyển động. Sức mạnh
cần thiết trong quá trình di chuyển không thay đổi nhiều trong ví dụ này vì
lực lượng nâng trội trong suốt, phổ biến cho các tình huống chết kéo.
• Bây giờ cho việc di chuyển xuống. Trong phần tăng tốc của di chuyển,
với lên vẫn đang được theo hướng tích cực, vận tốc và gia tốc cả