Innhold
Å vite styrken som trengs for å flytte en bil er viktig for å konstruere bilen eller andre transportenheter - fra togvogner til romferger. Heldigvis er det enkle fysiske lover som styrer denne typen bevegelse og er universelt anvendelige. Denne artikkelen forklarer Newtons andre lov, da den er relatert til akselerasjon av en bil.
Bruk Newtons andre lov
Trinn 1
Bruk Newtons andre lov som sier at når to eller flere objekter samhandler med hverandre, er det en kraft som virker på dem. Det er to generelle typer krefter: kontaktkrefter (påført kraft, friksjon og andre) og avstands- eller feltkrefter (tyngdekraft, elektrisk og magnetisk).
Steg 2
Fokuser på kraften som påføres bilen. Hvis det er på jevnt underlag og friksjonen er ubetydelig (som er sant hvis du har oppblåste dekk og beveger deg sakte), vil kraften som trengs for å akselerere bilen bli gitt av kraften = masse x akselerasjon eller F = M x a . I henhold til denne ligningen vil til og med en veldig liten kraft være nok til å flytte en bil, om enn sakte.
Trinn 3
Bruk bilens "M" -masse i kilo og ønsket "a" -akselerasjon i m / s², og skriv inn parametrene i Newtons andre lovligning for å oppnå den nødvendige "F" -kraften i m / s², som tilsvarer enheten grunnleggende kraft, Newton.
Hvis bilen står i en skråning
Trinn 1
Tenk på den vinkelrette komponenten av den nedadgående kraften i tillegg til kraften som trengs for å akselerere.
Steg 2
Beregn den nedadgående kraften forårsaket av tyngdekraften ved å multiplisere bilens masse i kilo med den konstante akselerasjonen av standardvekt, 9,8 m / s².
Trinn 3
Beregn komponenten av denne vinkelrette kraften ved å multiplisere den med cosinus på 90 grader minus skråningen, som også kan kalles en theta, som vist i figuren (hellingskraft x cos (90 skråning) = skråningskraft x cos (theta ) = vinkelrett komponent av kraften).
For eksempel: den oransje jeepen vist ovenfor veier 1450 kg og står stille i en 30 graders stigning. Tyngdekraften som virker på jeepen i retningen den kan rulle i (den vinkelrette komponenten av kraften) er vippekraften (9,8 x 1450 = 14 250 Newton m / s²) ganger cosinus på 90 minus skråningen (cos (90-30) = 0,5), som er 14 250 x 0,5 = 7 125 newtonmeter per sekund i kvadrat.
Dette betyr at i følge Newtons andre lov, hvis Jeep var fri til å rulle, ville den akselerere nedoverbakke til 7 125 Newton m / s² delt på 1450 kg, som tilsvarer fem meter per sekund i kvadrat. Etter et sekund av rulling ville jeepen bevege seg fem meter per sekund i kvadrat.