¿Cómo encontramos la dirección de un torque en una puerta? Educación te da un futuro mejor

El par tiene sentido de rotación. En el espacio libre, esto significa que se dirige alrededor o alrededor de un eje central de rotación.

Si piensa en las dos formas diferentes en que podría enrollar los dedos alrededor de una barra (el “eje” ) … ya sea debajo o encima , estos representarían los dos grados de libertad para el torque en esa barra. Una forma es positiva , la otra es negativa. Entonces, qué tan duro aplicas ese par te da la magnitud del par.

En este sentido, el par es un vector, llamado momento . La longitud (magnitud) del vector es la cantidad de torque aplicado (si se aplica usando una llave, por ejemplo, es igual a la distancia del brazo de la palanca desde el centro del eje de rotación al punto donde aplica la fuerza tangencial sobre la llave para rotarla multiplicada por la cantidad de esa fuerza … o, T = lx F … donde T es la cantidad de torque, l es la longitud del brazo de la palanca y F es la fuerza tangencial).

La dirección del vector está en la dirección del eje de rotación. Curva tus dedos desde tu mano derecha en la dirección de rotación y tu pulgar apuntará en la dirección del vector.

Esto se conoce como la regla de la mano derecha y simplemente describe si el vector apunta hacia arriba o hacia abajo del eje de rotación.

Como puede ver, por lo tanto, hay un número infinito de direcciones posibles para la rotación (o par) en cualquier objeto sólido, como una puerta. Sin embargo, una puerta está contenida para girar solo alrededor de un eje. Por lo tanto, supondré que no se refiere al torque en una puerta que lo gira como un reloj (mientras está parado frente a una puerta tradicional) o al torque que empuja la parte superior lejos de usted y la parte inferior hacia usted (o viceversa) y en su lugar, nos centraremos en la rotación asociada con el lado del pomo de la puerta que gira lejos de usted o hacia usted.

En este eje de rotación (centrado en el eje que forma una línea entre las dos bisagras de la puerta y generalmente solo pasa a lo sumo en un medio círculo de rotación), cuando tira de la manija de la puerta hacia usted, aplica un torque a lo largo el eje de las “bisagras” hacia abajo y si está empujando el mango hacia afuera , la dirección es a lo largo del mismo eje pero hacia arriba.

Entonces:

la puerta que se mueve hacia usted se dirige hacia abajo en la línea entre las bisagras
la puerta alejándose de ti está arriba dirigido en la línea entre las bisagras

Vale la pena señalar que cuando aplica este par (que es estático ) se reacciona en tres componentes: la resistencia debido a la fricción en las bisagras (que es un par real), la resistencia del aire en la puerta a medida que gira (que también es un par real que aumenta a medida que aumenta la velocidad de rotación de la puerta), y la inercia rotacional de la puerta (que se debe a la inercia y es igual a la aceleración rotacional de la puerta multiplicada por el momento de inercia de la puerta que , a su vez, es una función de la masa de la puerta y su geometría y es diferente para cada eje de rotación). Esto está representado por T = I x alpha donde I es el momento de inercia y alpha es la aceleración rotacional o d omega / dt (donde omega es la velocidad rotacional que viene dada por d theta / dt donde theta es el ángulo real que el la puerta se hace con la pared cuando se ve por encima o por debajo de la puerta).

Este tercer componente es un par dinámico y resulta, por lo tanto, en el movimiento giratorio de la puerta requerida para abrirla o cerrarla.

Por supuesto, esto solo se aplica a las puertas con bisagras y no a las puertas enrollables o correderas (que son cuestiones completamente diferentes). Se aplica a las puertas giratorias, excepto que la dirección de rotación se centra en el eje central del ensamblaje de las puertas y no en el borde de la puerta como lo haría en una puerta con bisagras tradicional.

¡Espero que esto ayude!