كيفية استخدام نيوتن لحساب الأمتار في الثانية

نيوتن هي الوحدة القياسية للقوة في الفيزياء. ينص قانون نيوتن الثاني على أن القوة المطلوبة لتسريع كتلة بمدى معين يتم الحصول عليها من خلال حاصل ضرب هاتين الكميتين:

F = أماه

تحتوي الكتلة على وحدات كيلوجرام (كجم) بينما يحتوي التسارع على وحدات متر لكل ثانية مربعة ، أو م / ث2.

في بعض مشاكل الفيزياء ، قد تحصل على مقدار القوة ، وكتلة الجسم الذي كانت عليه تلك القوة التمثيل ، والوقت بالثواني الذي انقضى منذ أن بدأت القوة بالتأثير على الجسم ، والذي يُفترض أنه في حالة سكون بدءا. لحل مثل هذه المشكلة ، تحتاج إلى الوصول إلى المعادلات الأساسية للحركة في الفيزياء الرياضية ، على وجه التحديد ، المعادلات التي تنص على:

ت = v_0 + في

حيث v هي السرعة في الوقت t.

على سبيل المثال ، افترض أن قوة مقدارها 100 نيوتن قد أثرت على سيارة لعبة وزنها 5 كجم لمدة 3 ثوانٍ. ما مدى سرعة تحرك السيارة في هذه المرحلة ، على افتراض عدم وجود احتكاك؟

الخطوة 1: حل من أجل التسريع

بما أنك تعلم أن F = ma و F = 100 N و m = 5 kg ،

100 = 5 أ \ يدل على أ = 20 \ نص {م / ث} ^ 2

الخطوة 2: حل من أجل السرعة

عوض بالعجلة التي حسبتها للتو في المعادلة الحركية الموضحة أعلاه ، بالسرعة الابتدائية v0 يساوي الصفر:

instagram story viewer

v = v_0 + at = 0 + 20 \ times 3 = 60 \ text {m / s}

الخطوة 3 (اختياري): قم بالتحويل إلى أميال في الساعة

قد تجد أنه من المثير للاهتمام تحويل الأمتار في الثانية إلى أميال في الساعة ، لأن الأخيرة هي وحدة يومية وبديهية أكثر في الولايات المتحدة. نظرًا لأن 1 ميل = 1،609.34 م وساعة واحدة = 3600 ثانية ، فإن تحويل م / ث إلى ميل / س يتطلب الضرب في 3600 / 1609.34 ، وهو ما يساوي 2.237.

وبالتالي بالنسبة لهذه المشكلة ، لديك 60 م / ث × 2.237 = 134.2 ميل / س.

Teachs.ru
  • يشارك
instagram viewer