Roda Gila

Roda gila adalah piringan atau roda berat yang dipasang pada poros yang berputar. Roda gila digunakan untuk penyimpanan energi kinetik. Momentum roda gila menyebabkannya tidak mudah mengubah kecepatan rotasinya. Karena itu, roda gila membantu menjaga poros berputar pada kecepatan yang sama. Hal ini membantu ketika torsi yang diterapkan ke poros sering berubah. Torsi yang tidak merata dapat mengubah kecepatan rotasi. Karena flywheel menahan perubahan kecepatan, flywheel mengurangi efek torsi yang tidak rata. Mesin yang menggunakan piston untuk menyediakan daya biasanya memiliki torsi yang tidak rata dan menggunakan flywheel untuk memperbaiki masalah ini.

Dibutuhkan energi untuk membuat roda (roda apapun) berputar. Jika ada sedikit gesekan (bantalan yang baik) maka roda akan terus berputar dalam waktu yang lama. Ketika energi dibutuhkan, energi itu dapat diambil dari roda lagi. Jadi ini adalah cara mekanis sederhana untuk menyimpan energi. Jumlah energi yang tersimpan adalah fungsi dari berat dan kecepatan rotasi - membuat roda yang lebih berat berputar lebih cepat membutuhkan lebih banyak energi. Faktor lainnya adalah radius (ukuran) karena semakin jauh dari sumbu, semakin banyak energi yang dibutuhkan untuk membuat roda berputar. Ketiga faktor ini dapat diwakili oleh M (massa), ω {\displaystyle \omega } $\omega$ (kecepatan sudut) dan R (radius). Menggabungkan dua persamaan di bawah ini memberikan ω {\displaystyle \omega } $\omega$ ²MR² /4. Roda terbang bukan sembarang roda, tetapi dirancang khusus untuk menyimpan energi. Jadi harus berat dan/atau berputar cepat. Sebagai contoh, beberapa bus memiliki roda gila yang digunakan untuk berhenti dan menghidupkan bus. Ketika bus berhenti (misalnya untuk lampu lalu lintas), fly-wheel terhubung ke roda, sehingga energi rotasi ditransfer ke roda tersebut, sehingga bus akan melambat sementara fly-wheel mempercepat. Kemudian, ketika bus harus mulai melaju lagi, roda gila dihubungkan lagi dan energi ditransfer kembali. Tentu saja, Anda tidak ingin membawa roda yang berat di dalam bus, jadi roda ini terbuat dari bahan yang lebih ringan yang dapat menahan putaran yang sangat cepat.

Roda gila yang berputar

Roda gila sederhana yang sedang bergerak. Dibuat berdasarkan gambar oleh Leonardo da Vinci

Matematika roda gila

Energi kinetik roda gila yang berputar adalah

E = 1 2 I ω 2 {\displaystyle E={\frac {1}{{2}}I\omega ^{2}}} $E={\frac {1}{2}}I\omega ^{2}$

Di mana momen inersia massa pusat sama dengan

I = 1 2 M R 2 {\displaystyle I={\frac {1}{2}}}MR^{2}}} $I={\frac {1}{2}}MR^{2}$

di mana I {\displaystyle I} adalah momen inersia massa tentang pusat rotasi dan ω {\displaystyle \omega } $\omega$ (omega) adalah kecepatan sudut dalam satuan radian.

Sejarah

Roda gila telah digunakan sejak zaman kuno, contoh tradisional yang paling umum adalah roda tembikar. Dalam Revolusi Industri, James Watt berkontribusi pada pengembangan roda gila dalam mesin uap, dan James Pickard yang sezaman dengannya menggunakan roda gila.

Arti lain

Dalam dunia modal ventura, istilah "flywheel" digunakan untuk mewakili jantung bisnis yang berulang dan menghasilkan margin.

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa yang dimaksud dengan roda gila?

J: Roda gila adalah piringan atau roda berat yang dipasang pada poros yang berputar. Roda gila digunakan untuk menyimpan energi kinetik dan membantu menjaga poros berputar pada kecepatan yang sama dengan cara menahan perubahan kecepatan akibat torsi yang tidak merata.

T: Bagaimana roda gila menyimpan energi?

J: Roda gila menyimpan energi dengan cara mengambilnya dari roda ketika berputar, dan kemudian melepaskannya lagi ketika energi dibutuhkan. Jumlah energi yang tersimpan bergantung pada massa, kecepatan sudut, dan radiusnya.

T: Apa saja aplikasi roda gila?

J: Flywheels digunakan dalam mesin yang menggunakan piston untuk menyediakan daya, karena flywheels membantu memperbaiki masalah torsi yang tidak merata yang mengubah kecepatan rotasi. Flywheels juga digunakan dalam bus untuk berhenti dan start, di mana energi rotasi dari roda ditransfer ke flywheel sehingga dapat melambat sambil mempercepat.

T: Faktor apa saja yang memengaruhi seberapa banyak energi yang dapat disimpan oleh roda gila?

J: Jumlah energi yang tersimpan dalam flywheel bergantung pada massa, kecepatan sudut, dan radiusnya. Beban yang lebih berat dengan kecepatan yang lebih cepat memerlukan lebih banyak energi untuk memutarnya daripada beban yang lebih ringan dengan kecepatan yang lebih lambat.

T: Apakah semua roda dianggap "roda gila"?

J: Tidak, tidak semua roda dianggap sebagai "flywheels". Roda gila dirancang khusus untuk menyimpan energi kinetik dan harus berat atau berputar cepat untuk melakukan ini secara efektif.

T: Bagaimana bus menggunakan roda gila?

J: Bus menggunakan roda gila dengan menghubungkannya ke roda ketika berhenti (misalnya, di lampu lalu lintas). Hal ini mentransfer energi rotasi dari roda ke roda gila sehingga dapat melambat sambil mempercepat lagi ketika memulai kembali lagi nanti.