Mechanika idealnego ciała sztywnego — weryfikacja arytmetyczna
Arytmetyka energii obrotowej koła zamachowego
Oblicz zgromadzoną energię kinetyczną obrotową na podstawie udokumentowanego momentu bezwładności lub jednej z dwóch wyraźnie zidealizowanych geometrii. Nie jest to obliczenie bezpiecznej prędkości, naprężeń ani osłony.
Wynik arytmetyczny
Zaimplementowana arytmetyka
E=½Jω²
jednolity dysk sztywny: J=½mR²
idealny cienki pierścień: J=mR²
Tutaj n jest w obrotach na minutę, ω w radianach na sekundę, J w kg·m², m w kg, R w metrach, a E w dżulach. Równania dysku i pierścienia stosują się wyłącznie do wymienionych jednolitych zidealizacji obracających się wokół centralnej osi symetrii. Użyj bezpośredniego J dla dowolnej innej geometrii, z udokumentowanym źródłem.
Mechanika i źródła jednostek
MIT OpenCourseWare, Classical Mechanics §16.3 podaje energię kinetyczną obrotową i moment bezwładności centralnej osi jednolitego dysku. OpenStax University Physics §11.2 wynika J=mR² dla cienkiego pierścienia. NIST SP811 AppendixB.8 podaje zależności lb·ft²→kg·m², kWh→J i mechanicznej mocy koni mechanicznych. Implementacja używa dokładnych definicji: 1lb=0.45359237kg, 1ft=0.3048m, 1in=0.0254m, 1kWh=3,600,000J i 1mechanical hp=745.69987158227022W.
Czego wynik nie oznacza
Zgromadzona energia nie jest automatycznie dostępną energią. Straty, maksymalne/minimalne prędkości robocze i sprawność konwersji są zewnętrzne. Bezpieczna prędkość koła zamachowego nie może być wnioskowana z jednego ogólnego równania naprężeń pierścienia: rzeczywiste naprężenia zależą od geometrii, modelu materiału, temperatury, wad produkcyjnych, koncentracji naprężeń, zmęczenia, zachowania pęknięć, przyłączy i wymagań dotyczących osłony.
