Indhold
At kende den kræft, der kræves for at flytte en bil, er afgørende i konstruktionen af bilen eller til rumfærgen. Heldigvis er der enkle fysiske love, der styrer denne type bevægelse, der er universelt anvendelige. Denne artikel forklarer Newtons anden lov, da den vedrører accelerationen af en bil.
Brug Newtons Second Law
Trin 1
Brug newtons anden lov, der siger, at det er en styrke, der handler mod dem. Der er to generelle typer kræfter: kontaktkrafter (anvendt kraft, friktion og andre) og afstandskræfter eller feltstyrker (tyngdekraft, elektrisk og magnetisk).
Trin 2
Fokuser på den anvendte kraft til bilen. Hvis bilen er på fladt underlag, og friktionen er ubetydelig, gives den kræft, der kræves for at accelerere kraften, med kraft = masse gange acceleration eller F = M x a. I henhold til dette er selv en lille mængde kraft tilstrækkelig til at bevæge en bil, omend langsomt.
Brug af massen "M" på den pågældende bil i kilogram (1 kg = 2,2 pund) og accelerationen "a" ønsket i meter for andet kvadrat, indsæt parametrene i Newtons anden lovligning for at få den krævede kraft "F" i kilogram per sekund i kvadratet, hvilket svarer til den basale kraftenhed, Newton.
Hvis bilen er på skrå
Trin 1
Overvej den vinkelrette komponent af den nedadgående kraft ud over den krævede kraft for at accelerere.
Trin 2
Beregn tyngdekraftshastigheden ved hjælp af tyngdekraftaccelerationskonstanten, 9,8 meter i sekundet i kvadratet.
Beregn den vinkelrette komponent af denne kraft ved at multiplicere den med kosinus på 90 grader minus hældning, som også kan kaldes theta, som vist på billedet (nedkraft x cos (90-stigning) = nedad kraft x cos (theta ) = vinkelret komponent af kraft).For eksempel: den orange jeep, der er vist ovenfor, vejer 3200 kg (1.450 kg) og sidder på en 30 graders hældning. Tyngdekraften, der virker på jeep i retning af den vinkelrette komponent af kraften, er den nedadgående kraft (9,8 x 1.450 = 14.250 Newton) gange kosinus på 90 minus hældningen (cos (90-30) = 0,5), hvilket er 14.250 x 0,5 = 7.125 Newton. Dette betyder ifølge Newtons anden lov, at hvis jeep'en var fri til at rulle, ville den accelerere ned ad skråningen ved 7.125 Newton divideret med 1.450 kg, hvilket er lig med 5 meter i sekundet i kvadratet. Efter et sekund af rullning bevægede Jeep sig 5 meter i sekundet eller 11 miles i timen.
Tip
- Kontroller, at du bruger videnskabelige standardenheder: kilogram, meter, sekunder og newton. Brug sund fornuft, når du arbejder med hældninger. Hvis bilen vippes nedad, vil den gerne rulle på den måde.
Varer, du har brug for
- Lommeregner
