كيفية حساب القوة المماسية

استخدم حقيقة أنه إذا تم تثبيت جسم عند نقطة ما وقمت بتطبيق القوة F على مسافة R من الدبوس بزاوية θ بالنسبة إلى خط إلى المركز ، فإن F_r = R ∙ cos (θ) و F_t = F ∙ الخطيئة (θ).

تخيل أن ميكانيكيًا يدفع نهاية مفتاح ربط بقوة 20 نيوتن. من الموقع الذي تعمل فيه ، يجب أن تطبق القوة بزاوية 120 درجة بالنسبة إلى مفتاح الربط.

استخدم حقيقة أنه عند تطبيق قوة على مسافة R من مكان تثبيت جسم ما ، فإن عزم الدوران يساوي τ = R ∙ F_t. قد تعلم من التجربة أنه كلما ابتعدت عن الدبوس بالضغط على رافعة أو مفتاح ربط ، كان من الأسهل جعله يدور. يعني الدفع لمسافة أكبر من الدبوس أنك تقوم بتطبيق عزم دوران أكبر.

استخدم حقيقة أن القوة الوحيدة اللازمة لإبقاء الجسم في حركة دائرية بسرعة ثابتة هي قوة الجاذبية ، F_c ، والتي تشير إلى مركز الدائرة. ولكن إذا كانت سرعة الجسم تتغير ، فلا بد أن تكون هناك أيضًا قوة في اتجاه الحركة ، مما يمثل عرضًا للمسار. مثال على ذلك هو القوة الناتجة عن محرك السيارة مما يؤدي إلى زيادة سرعتها عند الالتفاف حول منحنى أو قوة الاحتكاك التي تبطئ من توقفه.

تخيل أن السائق يرفع قدمه عن دواسة الوقود ويترك مسافة 2500 كيلوغرام من السيارة تتوقف تبدأ من سرعة تبدأ من 15 مترًا / ثانية أثناء توجيهها حول منحنى دائري نصف قطره 25 أمتار. ترتفع السيارة لمسافة 30 مترًا وتستغرق 45 ثانية للتوقف

احسب عجلة السيارة. الصيغة التي تتضمن الموضع ، x (t) ، في الوقت t كدالة للموضع الأولي ، x (0) ، السرعة الابتدائية ، v (0) ، والعجلة ، a ، هي x (t) - x ( 0) = v (0) ∙ t + 1/2 ∙ a ∙ t ^ 2. عوّض عن x (t) - x (0) = 30 مترًا ، v (0) = 15 مترًا في الثانية و t = 45 ثانية وحل من أجل التسارع العرضي: a_t = –0.637 مترًا لكل ثانية تربيع.

استخدم قانون نيوتن الثاني F = m ∙ a لتجد أن الاحتكاك يجب أن يطبق قوة عرضية مقدارها F_t = m ∙ a_t = 2،500 × (–0.637) = –1،593 Newtons.

مراجع

عن المؤلف