Током удара, енергија предмета у покрету претвара се у рад, а сила игра важну улогу. Да бисте створили једначину за силу било ког удара, можете поставити једначине за енергију и радити једнаки једни другима и решавати за силу. Одатле је израчунавање силе удара релативно лако.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
Да бисте израчунали силу удара, поделите кинетичку енергију на даљину.
Утицај и енергија
Енергија се дефинише као способност обављања посла. Током удара, енергија предмета претвара се у рад. Енергија објекта у покрету назива се кинетичка енергија и једнака је половини масе предмета помноженој са квадратом његове брзине:
КЕ = \ фрац {1] {2} мв ^ 2
Када размишљате о сили удара предмета који пада, можете израчунати енергију предмета на месту удара ако знате висину са које је пао. Ова врста енергије позната је као гравитациона потенцијална енергија и једнака је маси објекта помноженој са висине са које је пао и убрзања услед гравитације:
ПЕ = мгх
Утицај и рад
До посла долази када се примењује сила за померање предмета на одређену удаљеност. Стога је рад једнак сили помноженој са растојањем:
В = Фд
Будући да је сила компонента рада, а утицај претварање енергије у рад, можете да користите једначине за енергију и рад да бисте решили силу удара. Пређена удаљеност када се посао изврши ударцем назива се зауставна удаљеност. То је удаљеност коју је прешао покретни објекат након што је дошло до удара.
Утицај падајућег објекта
Претпоставимо да желите да знате силу удара стене масе једног килограма која пада са висине од два метра и уграђује се два центиметра дубоко у пластичну играчку. Први корак је постављање једначина за гравитациону потенцијалну енергију и међусобни рад и решавање силе.
В = ПЕ = Фд = мгх \ подразумева Ф = \ фрац {мгх} {д}
Други и последњи корак је повезивање вредности из проблема у једначину за силу. Не заборавите да користите метре, а не центиметре, за све раздаљине. Зауставно растојање од два центиметра мора бити изражено као две стотине метра. Такође, убрзање услед гравитације на Земљи је увек 9,8 метара у секунди у секунди. Снага удара о стену биће:
Ф = \ фрац {(1) (9.8) (2)} {0.02} = 980 \ текст {Н}
Утицај хоризонтално покретног објекта
Сада претпоставимо да желите да знате силу удара аутомобила од 2.200 килограма који се креће брзином од 20 метара у секунди и забија се у зид током безбедносног теста. Зауставна удаљеност у овом примеру је згужвана зона аутомобила или удаљеност за коју се аутомобил скраћује при удару. Претпоставимо да је аутомобил довољно згњечен да буде три четвртине метра краћи него што је био пре удара. Опет, први корак је поставити једначине за енергију - овог пута кинетичку енергију - и радити једнаки једни другима и решити за силу.
В = КЕ = Фд = \ фрац {1} {2} мв ^ 2 \ подразумева Ф = \ фрац {1/2 мв ^ 2} {д}
Последњи корак је укључивање вредности из проблема у једначину за силу:
Ф = \ фрац {1/2 (2.200) (20) ^ 2} {0.75} = 586.667 \ тект {Н}