Torzní pružina

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Torzní pružina (též zkrutná pružina) je pružina založená na torzi (zkrutu). Jde o pružný předmět, který při zkrutu akumuluje mechanickou energii. Moment síly je přímo úměrný zkrutu. Torzní pružina je často vyrábí z kovového nebo pryžového drátu, pásu nebo tyče, jemnější torzní pružiny mohou být také z hedvábných, skelných nebo křemenných vláken.

Past na myši se spirálovou torzní pružinou.

Zkrutný součinitel[editovat | editovat zdroj]

Pokud není pružina namáhána za svou mez pružnosti, platí zde úhlová forma Hookeova zákona:

 \tau = -\kappa\theta\,

kde \tau\, je moment síly vyvíjený pružinou v Newtonmetrech a \theta\, je úhel zkrutu od ekvilibria v radiánech. \kappa\, je konstanta s jednotkou Newtonmetr / radián, nazývaná zkrutný součinitel (zkrutný koeficient, torzní součinitel, torzní koeficient), zkrutný modul pružnosti (torzní modul pružnosti), nebo jen pružinová konstanta, odpovídající momentu potřebnému ke zkroucení pružiny o úhel 1 radiánu. Jde o analogii k pružinové konstantě u přímé pružiny.

Energie U v Joulech, uložená do torzní pružiny, je:

 U = \frac{1}{2}\kappa\theta^2

Použití[editovat | editovat zdroj]

  • Torzní tyče (nebo torzní stabilizátory) jsou torzní pružiny používané v nápravách automobilů. Umožňují pohyb kol v závislosti na nerovnostech vozovky, přičemž současně zajišťují hladké ovládání vozidla.
  • Torzní kyvadlo používané v hodinách je závaží odpružené drátovou torzní pružinou. Závaží se otáčí okolo osy pružiny a touto pružinou kroutí, namísto toho, aby se kývalo jako běžné kyvadlo. Síla pružiny obrací směr rotace, takže závaží osciluje tam a zpět, řízeno mechanismem hodin.
  • Balanční pružina čili vlásek v mechanických hodinkách je jemná spirálová torzní pružina, která tlačí setrvačku ("nepokoj") ke střední pozici, takže tato se točí tam a zpět. Setrvačka a pružina fungují podobně jako torzní kyvadlo, řídí běh hodinek vzhledem k času.
  • D'Arsonvalův pohyb používaný v mechanických ručkových měřicích přístrojích k měření elektrického proudu, je typem torzní rovnováhy. Cívka drátu spojená s ručkou se otáčí v magnetickém poli proti odporu torzní pružiny. Hookeův zákon zajišťuje, že úhel ručky je přímo úměrný protékajícímu proudu.
  • Čip DMD (digital micromirror device) je srdcem mnoha videoprojektorů. Používá statisíce malých zrcátek na miniaturních torzních pružinách vyrobených na křemíkovém povrchu. Zrcátka odrážejí světlo na projekční plochu, kde tvoří obraz.
  • Velké vinuté torzní pružiny se používají jako protiváha hmoty garážových vrat. Podobný systém je používán pro otevírání víka zavazadlového prostoru u automobilů. Malé vinuté torzní pružiny se často používají pro otevírání nebo zavírání dvířek na malých spotřebních předmětech, jako jsou digitální fotoaparáty nebo přehrávače kompaktních disků. Silné vinuté torzní pružiny se používají v tradičních typech pastí na myši a potkany.

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Torsion spring na anglické Wikipedii.


Bibliografie[editovat | editovat zdroj]

  • CAVENDISH, H.. Scientific Memoirs, Vol.9: The Laws of Gravitation. Příprava vydání MacKenzie, A.S.. [s.l.] : American Book Co., 1900. Dostupné online. Kapitola Experiments to determine the Density of the Earth, s. 59–105.  
  • MCCORMMACH, R.; JUNGNICKEL, C.. Cavendish. [s.l.] : American Philosophical Society, 1996. Dostupné online. ISBN 0-87169-220-1. S. p.335–344.  
  • GRAY, Andrew. The Theory and Practice of Absolute Measurements in Electricity and Magnetism, Vol.1. [s.l.] : McMillan, 1888. Dostupné online. S. p.254–260.  . Detaily ohledně Coulombova pokusu.
  • Charles Augustin de Coulomb biography, Chemistry Dept. [online]. Hebrew Univ. of Jerusalem, [cit. 2007-08-02]. Dostupné online.  . Ukazuje obrázky Coulombovy torzná rovnováhy a popisuje Coulombovy příspěvky k torzní technologii.
  • NICHOLS, E.F.; HULL, G.F. The Pressure due to Radiation. The Astrophysical Journal. 6 1903, roč. 17, čís. 5, s. 315–351. Dostupné online. DOI:10.1086/141035.  . Popisuje Nicholsův radiometr.
  • Torsion balance, Virtual Geoscience Center [online]. Society of Exploration Geophysicists, [cit. 2007-08-04]. Dostupné online.  . Popis použití torzní rovnováhy při hledání ropy, včetně obrázků stroje z roku 1902.
  • Encyclopaedia Britannica, 9th Ed.. 6. vyd. [s.l.] : Werner Co., 1907. Dostupné online. Kapitola Charles Augustin de Coulomb, s. 452.  

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Video oscilujícího modelu torzního kyvadla