Ako používať Newton na výpočet metrov za sekundu

Newtony sú štandardnou jednotkou sily vo fyzike. Druhý Newtonov zákon hovorí, že sila potrebná na urýchlenie hmoty v danom rozsahu je daná súčinom týchto dvoch veličín:

F = ma

Hmotnosť má jednotky kilogramov (kg), zatiaľ čo zrýchlenie má jednotky metrov za sekundu na druhú alebo m / s2.

Pri niektorých fyzikálnych problémoch vám môže byť daná veľkosť sily, hmotnosť objektu, na ktorý táto sila pôsobila pôsobenie a čas v sekundách, ktorý uplynul od začiatku pôsobenia sily na objekt, o ktorom sa predpokladá, že je v pokoji spočiatku. Aby ste mohli vyriešiť tento problém, musíte mať prístup k základným pohybovým rovniciam v matematickej fyzike, konkrétne k tej, ktorá uvádza:

v = v_0 + o

kde v je rýchlosť v čase t.

Napríklad predpokladajme, že na 5-kg autíčko pôsobila po dobu 3 sekúnd sila 100 N. Ako rýchlo sa auto pohybuje v tomto bode za predpokladu, že nie je prítomné trenie?

Krok 1: Vyriešte akceleráciu

Pretože viete, že F = ma, F = 100 N a m = 5 kg,

100 = 5a \ znamená a = 20 \ text {m / s} ^ 2

instagram story viewer

Krok 2: Vyriešte rýchlosť

Nahraďte zrýchlenie, ktoré ste práve vypočítali, vyššie uvedenou kinematickou rovnicou počiatočnou rýchlosťou v0 rovná sa nule:

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

Krok 3 (voliteľný): Prevod na míle za hodinu

Môže byť pre vás zaujímavé prevádzať metre za sekundu na míle za hodinu, pretože druhá z nich je v USA každodennejšou a intuitívnejšou jednotkou. Pretože 1 míle = 1 609,34 ma 1 hodina = 3 600 s, prepočet m / s na míle / h vyžaduje vynásobenie číslom 3600/1 609,34, čo sa rovná 2,237.

Pre tento problém teda máte 60 m / s × 2,237 = 134,2 míľ / h.

Teachs.ru
  • Zdieľam
instagram viewer