Како израчунати силу из брзине

Прва једначина која се учи у динамици је Ф = ма, што је „сила једнака маси пута убрзању“. Ова једначина описује силу која мора да делује на предмет познате тежине или масе док се убрзава или успорено. Ако тркачки бицикл са возачем који путује брзином од 20 миља на сат мора да се заустави на одређеној удаљености, можете израчунати колика ће сила бити примењена на кочницу чељусти на ободу задњег точка. Такође можете доказати да удвостручавање брзине учетверостручује (квадрат) силу потребну за заустављање.

Дефинишите брзину за примену силе. У овом примеру, бицикл са својим возачем тежи 210 килограма. Возач бележи белу зауставну линију која је 30 стопа испред њега када притисне кочницу. Пошто већ знате брзину, сада имате довољно података за израчунавање потребне силе кочења.

Решите време Т, које ће вам омогућити да израчунате убрзање или, у овом случају, успоравање. Просечна брзина преко 30 стопа је 20 мпх подељена са два или 10 мпх, што је 14,66 стопа у секунди. Ако је 30 стопа прекривено просечном брзином од 14,66 стопа у секунди, потребно је 2.045 секунди да се заустави.

instagram story viewer

Решите убрзање користећи 2.045 секунди да пређете 30 стопа. Будући да је прорачун удаљености Д = в (0) к Т +1/2 (а) Т ^ 2, први члан се може занемарити јер се сва пређена удаљеност рачуна успорењем на нулу. Према томе, 30 стопа је једнако ½ а кТ ^ 2, што је 30 = ½ а к 2.045 ^ 2 или 30 = 1/2 а к 4.18. Преуређивање, а = 30 к 2 / 4,18 = 14,35 стопа у секунди / сек.

Решити за силу помоћу основне једначине Ф = ма. Сила Ф = 210 к 14,35 стопа у секунди / сек / 32,2 стопе у секунди / сек (убрзање гравитације) или 93,58 килограма силе која се кочницом непрекидно примењује на обод током 2 455 секунди да заустави бицикл. Ово је вероватно тачно на практичној граници могућности заустављања овог бицикла.

Доказати да се удвостручење брзине учетворостручује потребном силом. Брзина од 40 миља на сат резултирала би временом заустављања од 1.023 секунде, прво половином од 2.045 секунди. Термин Д = ½ к а к Т ^ 2 ће радити на убрзању од а = 30 к 2 / 1.046, или 57,36 стопа у секунди / сек. Ф = ма би се према томе показао на Ф = 374,08 килограма, што је врло неразумно за кочницу чељусти на танкој тркачкој гуми. Овај глупи јахач никада се не би зауставио са 40 км / х на 30 стопа и прошао би одмах поред знака заустављања.

Teachs.ru
  • Објави
instagram viewer