Tartalom
Erő hat a katapult forgási pontjára, hogy egy tárgyat a levegőn keresztül indítson, gyakran fegyverként. A katapult hajtóerejét legjobban „pillanatként” vagy a katapult karra továbbított forgó erő mennyiségeként lehet mérni. A lövedékre ható erő a forgási és tangenciális gyorsulások függvénye, amelyeket a kar indukál. Ne feledje, hogy a lövedék momentuma és az abból eredő erő a katapult mozgása során változik.
1. lépés
Számítsa ki a katapultkar pillanatát. A pillanat megegyezik a katapultkarra merőlegesen ható erő és a kar forgási pontjától mért távolságának szorzatával. Ha az erőt egy súly adja, akkor a merőleges erő megegyezik a súly és a súlykábel és a katapultkar közötti szög szinuszának szorzatával. A szinusz trigonometrikus függvény.
2. lépés
Számítsa ki a katapultkar poláris tehetetlenségi nyomatékát. Ez egy tárgy forgási ellenállásának mértéke. Egy általános objektum poláris tehetetlenségi nyomatéka megegyezik az egyes végtelen kis tömegegységek integráljával, a szorzótávolság minden egyes egységének négyzetének és a forgási ponttól számított négyzetének. Az integrál a számítás függvénye. Érdemes megközelíteni a katapult karját egységes rúdként, ahol a poláris tehetetlenségi nyomaték a kar tömegének egyharmadával megegyezik a hosszának négyzetével:
I = (m * L ^ 2) / 3.
3. lépés
Számítsa ki a szöggyorsulást. Könnyen megtalálható, ha a pillanatot az idő bármely pontján elosztjuk a tehetetlenségi pólussal:
a = M / I.
4. lépés
Számítsa ki a lövedék normál és tangenciális gyorsulásait. A tangenciális gyorsulás leírja az objektum lineáris sebességének növekedését, és megegyezik a szöggyorsulás és a kar hosszának szorzatával. A normál gyorsulás, más néven centripetális gyorsulás, merőlegesen hat a tárgy pillanatnyi sebességére, és megegyezik a négyzet sebességével elosztva a kar hosszával:
a = (v ^ 2) / L.
Bármely időpontban meg lehet közelíteni a sebességet, megszorozva az eltelt időt az átlagos szöggyorsítással és a kar hosszával:
v = a * t * L.
5. lépés
Használja Newton 2. törvényét - az erő megegyezik a tömeg és a gyorsulás értékével - az objektum gyorsulásainak a katapult által kiváltott erőkké történő átalakítására. Szorozzuk meg a tangenciális és a normál gyorsulás összetevőit a tárgy tömegével, hogy két erőt kapjunk.
6. lépés
Kombinálja az erő két összetevőjét egyetlen eredő erővé. Mivel a normál és az tangenciális erők egymásra merőlegesen hatnak, a Pythagoreus-tétel segítségével meg lehet találni az eredő erő nagyságát:
a ^ 2 + b ^ 2 = c ^ 2, ahol ’’ a ’’ és ’’ b ’az erő alkotóelemei és’ ’c’ ’az eredő.