Löögi ajal muundatakse liikuva objekti energia tööks ja jõul on oluline roll. Mis tahes löögi jõu võrrandi loomiseks võite energia ja töö võrrandid seada üksteisega võrdseks ja jõu jaoks lahendada. Sealt edasi on löögi jõu arvutamine suhteliselt lihtne.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Löögijõu arvutamiseks jagage kineetiline energia kaugusega.
Mõju ja energia
Energiat defineeritakse kui võimet tööd teha. Löögi ajal muundatakse objekti energia tööks. Liikuva objekti energiat nimetatakse kineetiliseks energiaks ja see on võrdne poole objekti massiga korrutatuna selle kiiruse ruuduga:
KE = \ frac {1] {2} mv ^ 2
Mõeldes langeva objekti löögijõule, saate arvutada objekti energia selle löögipunktis, kui teate kõrgust, kust see langes. Seda tüüpi energiat nimetatakse gravitatsioonipotentsiaaliks ja see on võrdne objekti massiga, mis on korrutatud kõrguse, millelt see langes, ja gravitatsioonist tingitud kiirendusega:
PE = mgh
Mõju ja töö
Töö toimub siis, kui objekti liikumiseks teatud kaugusele rakendatakse jõudu. Seetõttu on töö võrdne jõuga, mis on korrutatud kaugusega:
W = Fd
Kuna jõud on töö komponent ja mõju on energia muundamine tööks, saate energia ja töö võrrandeid kasutada löögi jõu lahendamiseks. Kui töö on saavutatud löögiga, läbitud vahemaad nimetatakse peatumiskauguseks. See on liikuva objekti läbitud vahemaa pärast löögi tekkimist.
Kukkuva objekti mõju
Oletame, et soovite teada ühe kilogrammi massiga kivi löögijõudu, mis langeb kahe meetri kõrguselt ja kinnistub plastist mänguasja sisemusse kaks sentimeetrit. Esimene samm on gravitatsioonipotentsiaalenergia võrrandite seadmine ja üksteisega võrdne töö ning jõu lahendamine.
W = PE = Fd = mgh \ tähendab F = \ frac {mgh} {d}
Teine ja viimane samm on ühendada ülesande väärtused jõu võrrandisse. Ärge unustage kõigi vahemaade puhul kasutada meetreid, mitte sentimeetreid. Kahe sentimeetri peatumiskaugus tuleb väljendada kahe sajandiku meetrina. Samuti on gravitatsioonist tingitud kiirendus Maal alati 9,8 meetrit sekundis sekundis. Kalju löögijõud on:
F = \ frac {(1) (9.8) (2)} {0.02} = 980 \ tekst {N}
Mõju horisontaalselt liikuvast objektist
Oletame nüüd, et soovite teada 2200-kilogrammise auto, mille kiirus on 20 meetrit sekundis, kokkupõrkejõud, mis turvakatsel seina paiskub. Selles näites on peatumiskauguseks auto kortsutsoon ehk kaugus, mille võrra auto kokkupõrke ajal lüheneb. Oletame, et auto on piisavalt kreenis, et olla kolmveerand meetrit lühem kui enne kokkupõrget. Jällegi on esimene samm energia - seekord kineetilise energia - võrrandite seadmine, üksteisega võrdne töö ja jõu lahendamine.
W = KE = Fd = \ frac {1} {2} mv ^ 2 \ tähendab, et F = \ frac {1/2 mv ^ 2} {d}
Viimane samm on ühendada probleemi väärtused jõu võrrandisse:
F = \ frac {1/2 (2200) (20) ^ 2} {0,75} = 586 667 \ tekst {N}