Tartalom
- Használja Newton második törvényét
- 1. lépés
- 2. lépés
- 3. lépés
- Ha az autó lejtőn van
- 1. lépés
- 2. lépés
- 3. lépés
Az autó mozgatásához szükséges erő ismerete elengedhetetlen az autó vagy bármely más szállítóeszköz megtervezéséhez - a vonatoktól kezdve az űrsiklókig. Szerencsére léteznek egyszerű fizikai törvények, amelyek az ilyen típusú mozgást irányítják, és általánosan alkalmazhatók. Ez a cikk elmagyarázza Newton második törvényét, mivel az az autó gyorsulására vonatkozik.
Használja Newton második törvényét
1. lépés
Használja Newton második törvényét, amely azt mondja, hogy amikor két vagy több tárgy kölcsönhatásba lép egymással, erő hat rájuk. Két általános típusú erő létezik: érintkezési erők (alkalmazott erő, súrlódás és mások) és távolsági vagy térerő (gravitációs, elektromos és mágneses).
2. lépés
Koncentráljon az autóra kifejtett erőre. Ha sík talajon van, és a súrlódás elhanyagolható (ami igaz, ha gumiabroncsokat fújt és lassan mozog), akkor az autó gyorsításához szükséges erőt az erő = a tömeg x a gyorsulás vagy az F = M x a . Ezen egyenlet szerint még egy nagyon kis erő is elegendő egy autó mozgatásához, bár lassan.
3. lépés
Az autó "M" tömegének kilogrammokban és a kívánt "a" gyorsulásnak m / s²-ben történő felhasználásával írja be a paramétereket a Newton második törvényegyenletébe, hogy megkapja a szükséges "F" erőt m / s²-ben, ami egyenértékű az egységgel alaperő, Newton.
Ha az autó lejtőn van
1. lépés
Vegye figyelembe a lefelé irányuló erő merőleges összetevőjét a gyorsuláshoz szükséges erő mellett.
2. lépés
Számítsa ki a gravitáció által okozott lefelé irányuló erőt úgy, hogy megszorozza az autó tömegét kilogrammban a standard gravitáció állandó gyorsulásával, 9,8 m / s²-vel.
3. lépés
Számítsa ki ennek a merőleges erőnek az összetevőjét úgy, hogy megszorozza azt a 90 fokos koszinussal mínusz a lejtővel, amelyet thétának is nevezhetünk, az ábra szerint (meredekségerő x cos (90 meredekségű) = meredekségi erő x cos (théta ) = az erő merőleges összetevője).
Például: a fent látható narancssárga dzsip súlya 1450 kg, és 30 fokos lejtőn áll. A dzsipre a gördülési irányban ható erő (az erő merőleges összetevője) a dőléserő (9,8 x 1 450 = 14 250 Newton m / s²) szorzata 90-szerese, mínusz a meredekség (cos (90-30) = 0,5), ami 14 250 x 0,5 = 7,125 newtonméter / másodperc négyzet.
Ez azt jelenti, hogy Newton második törvénye szerint, ha a Jeep szabadon gördülhetne, lefelé gyorsulna 7125 Newton m / s²-re osztva 1450 kg-ot, ami másodpercenként négyzetméterenként egyenlő. Egy másodpercnyi gördülés után a dzsip másodpercenként négy méter négyzetméteren halad.