Hoofstuk 3 – Fundamentele beginsels van meganika

1. Hoofstuk 3 – Fundamentele beginsels van meganika • Beginsels van meganika om die werking van masjiene beter te verstaan en te beskryf • Wringkrag, werk en traagheidsmoment • Wringkrag. • Meganiese werk. • Drywing / Drywing van ’n motor. • Benuttingsgraad van ’n masjien. • Kinetiese energie en traagheidsmoment. • Wringkrag, traagheidsmoment en verandering in spoed. • Meganies-gekoppelde stelsels en energievloei • Spoed van ’n motor / las stelsel. • Energievloei in ’n meganies-gekoppelde stelsel. • Aandrywing van ’n las met traagheidsmoment deur ’n motor. Addisionele bronne: • Serway: Physics for Scientists and Engineers, Derde uitgawe, 1990.

2. Wringkrag (3.2) • Wringkrag ontstaan wanneer ’n krag ’n wring effek op ’n liggaam het wat neig om die liggaam te laat roteer:

3. Werk en drywing (3.3 – 3.5) • Werk word verrig wanneer ’n krag oor ’n afstand uitgeoefen word: • Drywing is die tempo waarteen werk verrig word. ’n Uitdrukking vir die drywing wat deur ’n masjien gelewer word kan hiervan afgelei word:

4. Benuttingsgraad (3.7) • Die benuttingsgraad van ’n masjien word gegee deur die volgende vergelyking: • Interessant: • Stoomturbines (soos wat ons in kragstasies vind): 25 – 40 % • Binnebrand enjins: 15 – 30 % • Elektriese motors: 75 – 98 %

5. Kinetiese energie van rotasie, traagheidsmoment en spoed verandering (3.9) • Die traagheidsmoment van ’n soliede skyf word gegee deur: • Die kinetiese energie van rotasie word gegee deur: • Die spoed van ’n masjien kan net op een manier verander word en dit is wanneer daar vir vir ’n bepaalde tyd ’n wringkrag op die masjien uitgeoefen word. Die verander van die spoed is afhanklik van die traagheidsmoment, die wringkrag en die tyd wat die wringkrag op die masjien uitgeoefen word:

6. Spoed van ’n motor/las stelsel (3.11) • Wanneer ’n motor en las stelsel beskou word is daar drie faktore wat in ag geneem moet word, naamlik die wringkrag van die motor, die teenwringkrag van die las en die spoed. • Die spoed van die stelsel hieronder gaan konstant bly wanneer die wringkrag van die motor (TM) en die teenwringkrag van die las (TL)gelyk is, ongeag wat die waarde van die spoed is. • Die stelsel sal versnel in die kloksgewyse rigting wanneer TM > TL • Die stelsel sal versnel in die teenkloksgewyse rigting wanneer TM < TL

7. Energievloei/Drywingsvloei in ’n motor/las stelsel (3.12) • Volgens Wildi: Wanneer die wringkrag deur die motor opgewek in dieselfde rigting is as die spoed van die as, dan lewer die motor drywing aan die las. Anders ontvang die motor drywing van die las. • Die versnelling van die stelsel, met die traagheidsmoment van die hele stelsel in ag geneem, kan as volg gegee word: