كيفية حساب القوة من السرعة

حدد السرعة لفرض التطبيق. في هذا المثال ، تزن الدراجة مع راكبها 210 أرطال. يلاحظ الراكب خط توقف أبيض أمامه 30 قدمًا عندما يضغط على الفرامل. نظرًا لأنك تعرف السرعة بالفعل ، فلديك الآن معلومات كافية لحساب قوة الكبح المطلوبة.

قم بحل الوقت T ، والذي سيمكنك من حساب التسارع ، أو التباطؤ في هذه الحالة. متوسط ​​السرعة فوق 30 قدمًا هو 20 ميلاً في الساعة مقسومًا على اثنين ، أو 10 ميل في الساعة ، أي 14.66 قدمًا في الثانية. إذا تمت تغطية 30 قدمًا بمتوسط ​​سرعة 14.66 قدمًا في الثانية ، فسيستغرق الأمر 2.045 ثانية للتوقف.

حل من أجل التسارع باستخدام 2.045 ثانية لتغطية 30 قدمًا. نظرًا لأن حساب المسافة هو D = v (0) x T +1/2 (a) T ^ 2 ، يمكن تجاهل المصطلح الأول نظرًا لأن كل المسافة المقطوعة يتم حسابها من خلال التباطؤ إلى الصفر. لذلك ، 30 قدمًا تساوي ½ a xT ^ 2 ، وهي 30 = ½ a x 2.045 ^ 2 أو 30 = 1/2 a x 4.18. إعادة الترتيب ، أ = 30 × 2 / 4.18 = 14.35 قدمًا في الثانية / ثانية.

حل من أجل القوة باستخدام المعادلة الأساسية F = ma. القوة F = 210 × 14.35 قدمًا في الثانية / ثانية / 32.2 قدمًا في الثانية / ثانية (تسارع الجاذبية) أو 93.58 رطلاً من القوة المطبقة باستمرار بواسطة الفرامل على الحافة لمدة 2.045 ثانية لإيقاف الدراجة. ربما يكون هذا صحيحًا عند الحد العملي لقدرة هذه الدراجة على التوقف.

برهن على أن مضاعفة السرعة تضاعف القوة المطلوبة أربع مرات. ستؤدي سرعة 40 ميلاً في الساعة إلى وقت توقف قدره 1.023 ثانية ، أي نصف 2.045 ثانية في الحالة الأولى. سيعمل الحد D = ½ x a x T ^ 2 على تسارع a = 30 x 2 / 1.046 ، أو 57.36 قدمًا في الثانية / ثانية. وبالتالي ، فإن F = ma ستعمل على F = 374.08 رطلاً ، وهو أمر غير معقول للغاية بالنسبة لفرامل الفرجار على إطار سباق نحيف. لن يتوقف هذا الفارس الأحمق أبدًا عن 40 ميلاً في الساعة في مسافة 30 قدمًا ، وكانوا يتخطون علامة التوقف مباشرةً.