Cos'è la forza radiale?
Tecnicamente, una forza radiale è qualsiasi forza che agisce in linea retta. In fisica, viene spesso usato per descrivere l'influenza esercitata perpendicolare - ad angolo retto - alla linea centrale o all'asse, di un oggetto che viaggia in un percorso orbitale. In parole povere, una palla oscillata in un arco alla fine di una lunghezza della corda sperimenterà questa forza, mantenendo la corda tesa. Diverse altre forze prevedibili lavorano in diverse direzioni per mantenere la palla ruotando attraverso l'arco, ma la forza radiale è responsabile di tenerla allontanare dalla mano che tiene la corda.
Sebbene le origini esatte e la natura delle forze radiali siano molto complicate, possono essere viste al lavoro in molti processi quotidiani, come nei bit degli utensili di potenza, nei tidulla e sui cuscinetti a rotazione. Nella lavorazione, questa forza è spiegata come l'influenza che spinge uno strumento di taglio lontano dalla superficie tagliata. Il calcolo corretto delle specifiche della forza radiale è un passaggio fondamentale nella progettazione di strumenti e altri oggetti con SPIparti nning.
Cosa fa la forza radiale?
Le forze radiali sono una componente importante del processo che mantiene qualsiasi oggetto in viaggio in un'orbita circolare. Quando una massa nota (come una palla) gira intorno in un cerchio una distanza fissa (il raggio) dal punto centrale a una velocità costante, la forza radiale spinge la massa, lontano dal centro. La forza mantiene la massa che gira alla stessa distanza dal punto centrale, mantenendo un percorso pari orbitale: un cerchio o un'ellisse. Senza l'azione di questa forza, il percorso sarebbe irregolare e imprevedibile.
Questo è vero per tutti gli oggetti in orbita, indipendentemente dal fatto che siano fisicamente collegati al centro. Una palla sciolta girata intorno all'interno di un secchio è anche costretta contro la parete interna del contenitore da una forza radiale. Le forze radiali sono, ad esempio, anche responsabili di tenere una palla da roulette contro il bordo di TLui slot di ruota mentre la ruota gira.
Perché le forze radiali sono importanti?
Il calcolo accurato delle forze radiali è una considerazione di progettazione critica di tutto ciò che presenta il movimento orbitale. Stabilire accuratamente l'entità di questa variabile svolge un ruolo importante nella durata complessiva di efficienza, sicurezza e servizio di un equipaggiamento, ad esempio. Permette inoltre ai progettisti di capire quali saranno le limitazioni pratiche per ogni articolo.
Ad esempio, i cuscinetti sono ampiamente utilizzati in molti tipi diversi per supportare, guidare e ridurre l'attrito del movimento tra parti della macchina fissa e mobile. Sono spesso esposti a forze radiali che creano sollecitazioni di materiale interno che possono causare usura e eventuali fallimenti se la forza e le sollecitazioni correlate diventano eccessive. I cuscinetti devono essere abbastanza forti da resistere sotto le pressioni che vengono regolarmente applicate a loro. Per questo motivo, ci sono tipi di cuscinetti appositamente progettati e classificatiper applicazioni meccaniche con forze radiali alte.
Un altro esempio di questo fenomeno al lavoro è la forza a cui è soggetto a quando rimuove il materiale dalla superficie di un pezzo di lavoro. La forza agisce sullo strumento per allontanarlo dal pezzo tagliato. La quantità di forza che agisce sul dispositivo di taglio dipenderà dalle caratteristiche dello strumento stesso e dalle proprietà del materiale lavorate. Se lo strumento è progettato male ed sperimenta una forza radiale eccessiva, potrebbe rendere molto difficile spingere il tagliente nel pezzo, con conseguenti risultati sotto-standard o addirittura ferendo potenzialmente l'operatore poiché lo strumento è costretto a lontano.
Variazione della forza radiale
Una variazione di questo fenomeno si verifica quando lo slancio dell'oggetto itinerante cambia o si evolve durante il funzionamento. Conosciuto come variazione della forza radiale, può essere illustrato usando l'esempio di un pneumatico automobilistico. Il pneumatico sperimenterà una forza radiale in una direzione perpendicolaresull'assale della ruota che, se lo pneumatico fosse perfettamente rotondo e la superficie della strada perfettamente liscia, rimarrebbe la stessa mentre la ruota ruota. Questo non è il caso, tuttavia, quindi la forza radiale esercitata sul pneumatico cambia ogni volta che ruota. Ciò presenta ai progettisti sfide durante la progettazione di attrezzature, perché deve essere in grado di funzionare in modo sicuro in condizioni ambientali in costante cambiamento.