Conţinut
- Folosește a doua lege a lui Newton
- Pasul 1
- Pasul 2
- Pasul 3
- Dacă mașina este pe o pantă
- Pasul 1
- Pasul 2
- Pasul 3
Cunoașterea puterii necesare pentru mutarea unei mașini este esențială în proiectarea automobilului sau a oricărui alt dispozitiv de transport - de la vagoane de tren până la navete spațiale. Din fericire, există legi fizice simple care guvernează acest tip de mișcare și sunt aplicabile universal. Acest articol explică a doua lege a lui Newton, deoarece se referă la accelerarea unei mașini.
Folosește a doua lege a lui Newton
Pasul 1
Utilizați a doua lege a lui Newton care spune că ori de câte ori două sau mai multe obiecte interacționează între ele, există o forță care acționează asupra lor. Există două tipuri generale de forțe: forțele de contact (forța aplicată, fricțiunea și altele) și forțele de distanță sau de câmp (gravitațională, electrică și magnetică).
Pasul 2
Concentrați-vă pe forța aplicată mașinii. Dacă este pe un teren plan și fricțiunea este neglijabilă (ceea ce este adevărat dacă aveți pneuri umflate și vă deplasați încet), forța necesară pentru a accelera mașina respectivă va fi dată de forța = masa x accelerația sau F = M x a . Conform acestei ecuații, chiar și o cantitate foarte mică de forță va fi suficientă pentru a muta o mașină, deși încet.
Pasul 3
Folosind masa „M” a mașinii în kilograme și accelerația „a” dorită în m / s², introduceți parametrii în ecuația legii a doua a lui Newton pentru a obține forța „F” necesară în m / s², care este echivalentă cu unitatea forța de bază, Newton.
Dacă mașina este pe o pantă
Pasul 1
Luați în considerare componenta perpendiculară a forței descendente în plus față de forța necesară pentru a accelera.
Pasul 2
Calculați forța descendentă cauzată de gravitație prin înmulțirea masei mașinii în kilograme cu accelerația constantă a greutății standard, 9,8 m / s².
Pasul 3
Calculați componenta acestei forțe perpendiculare înmulțind-o cu cosinusul de 90 de grade minus panta, care poate fi numită și theta, așa cum se arată în figură (forța pantei x cos (panta 90) = forța pantei x cos (theta ) = componentă perpendiculară a forței).
De exemplu: jeep-ul portocaliu prezentat mai sus cântărește 1.450 kg și este staționar pe o înclinație de 30 de grade. Forța de greutate care acționează asupra jeep-ului în direcția în care se poate roti (componenta perpendiculară a forței) este forța de înclinare (9,8 x 1,450 = 14,250 Newtoni m / s²) de ori cosinusul de 90 minus panta (cos (90-30) = 0,5), adică 14.250 x 0.5 = 7.125 newton-metri pe secundă pătrat.
Aceasta înseamnă că, conform celei de-a doua legi a lui Newton, dacă Jeep-ul ar fi liber să se rostogolească, ar accelera în jos la 7.125 Newtoni m / s² împărțit la 1.450 kg, care este egal cu cinci metri pe secundă pătrat. După o secundă de rulare, jeep-ul se mișca la cinci metri pe secundă pătrat.