Le couple est une force exercée sur un objet; cette force a tendance à amener l'objet à changer sa vitesse de rotation. Une voiture repose sur le couple pour s'arrêter. Les plaquettes de frein exercent une force de frottement sur les roues, ce qui crée un couple sur l'essieu principal. Cette force entrave le sens de rotation actuel de l'essieu, arrêtant ainsi le mouvement vers l'avant de la voiture.

Étapes

Dessinez un diagramme de corps libre. Un diagramme de corps libre isole un objet et remplace tous les objets externes par des forces vectorielles ou de torsion. Cela vous permet d'additionner des forces et de déterminer la force nette et le couple agissant sur un objet.

Montrez toutes les forces agissant sur le véhicule lorsque le conducteur commence à freiner. Il y a la force descendante de la gravité, et il y a aussi la force ascendante exercée par la route. Ces deux forces sont égales et opposées, de sorte qu'elles s'annulent mutuellement. La force restante est la force de frottement exercée par la route, qui agit horizontalement dans la direction opposée au mouvement du véhicule. À titre d'exemple, supposons que vous analysez une Jeep de 2 000 kilogrammes qui vient de commencer à freiner. Votre diagramme montrerait deux forces verticales égales et opposées de 19.620 Newtons, qui résument à zéro, et une force horizontale indéterminée.

Déterminer la force horizontale de la route en utilisant la deuxième loi de Newton - la force sur un objet équivaut à sa masse multipliée par son accélération. Vous connaissez probablement ou pouvez obtenir le poids du véhicule selon les spécifications du fabricant, mais vous devrez calculer le taux de décélération. L'un des moyens les plus simples de le faire est de supposer un taux de décélération moyen entre le moment où les freins sont appliqués pour la première fois et le moment où ils sont relâchés. La décélération est alors la variation totale de la vitesse divisée par le temps qui s'est écoulé pendant le processus de freinage. Si la Jeep passait d'une vitesse de 20 mètres par seconde à 0 mètre par seconde en 5 secondes, sa décélération moyenne serait de 4 mètres par seconde par seconde. La force nécessaire pour provoquer cette décélération est égale à 2 000 kg * 4 m /s /s, ce qui équivaut à 8 000 Newtons.

Calculer le couple que la force de la route provoque autour de l'essieu. Parce que le couple est égal à la force fois la distance du point de rotation, le couple est égal à la force de la route multipliée par le rayon de la roue. La force de la route est la réaction de torsion égale et opposée causée par les freins, de sorte que le couple de freinage est d'une amplitude égale et opposée dans le sens du couple exercé par la route. Si la roue de la Jeep a un rayon de 0,25 mètre, le couple de freinage est égal à 8 000 N * 0,25 m, soit 2 000 Newton-mètres.

TL; DR (Trop long: pas lu)

Vous risquez d'être désorienté par le fait qu'il y a plusieurs roues et que le véhicule distribuera un certain poids sur chacune d'elles. Cependant, le couple total ne dépend encore que de la force horizontale nécessaire pour arrêter le véhicule. S'il y a des plaquettes de frein avant et arrière et que vous voulez connaître le couple exercé par chaque ensemble, vous pouvez estimer que chaque ensemble contribue à la moitié du couple total.