Vì sao vít có thể tạo lực ép lớn nhưng phải quay nhiều vòng để tiến một đoạn?

Giải thích nguyên lý

Ren vít đổi chuyển động quay thành tịnh tiến theo bước ren. Trong một vòng, điểm tay tác dụng lực đi một cung dài hơn nhiều so với bước tiến dọc trục. Ở mô hình lý tưởng, lợi về lực đổi lấy quãng đường, không tạo thêm công. Muốn suy lực ép thực còn phải biết tổn hao và hình học ren.

Ví dụ tính từng bước

Tay quay bán kính 0,050 m, lực tiếp tuyến 10 N; mỗi vòng điểm đặt đi 2πr ≈ 0,314 m và lực tay thực hiện công π J. Bước ren 0,0020 m/vòng, nên lực ép lý tưởng đều có thể là π/0,0020 ≈ 1571 N. Công dọc trục vẫn là 1571 × 0,0020 ≈ π J. Muốn tiến 0,010 m cần 5 vòng, không chỉ một vòng.

Điểm dễ hiểu sai

1571 N là giá trị của mô hình không ma sát, không phải lực chắc chắn của một dụng cụ thật. Biết moment siết mà thiếu bước ren và ma sát chưa đủ suy lực ép thực.

Tự kiểm tra

Moment tay là 10 × 0,050 = 0,50 N·m; một vòng 2π rad cho cùng công π J.

Điều kiện áp dụng

Ren đều, chuyển động gần tĩnh, lực tiếp tuyến, không biến dạng đáng kể; bỏ ma sát ở phần tính lý tưởng, không dùng làm thông số lắp ráp.

Đọc hình minh họa

Mô hình vít có bước tiến 2 mm mỗi vòng; hình nhìn từ trên cho lực tiếp tuyến 10 N tại bán kính 5 cm, lực ép lý tưởng khoảng 1571 N. Các mũi tên chỉ đại lượng theo nhãn; hình định tính không dùng để đo tỉ lệ lực hoặc độ dài. Các đồ thị đọc theo số liệu và đơn vị hai trục.

Học tiếp

Công của lực bằng Fs cos alpha khi nào Moment lực là gì và đo bằng đơn vị nào