Zawartość
Znajomość siły potrzebnej do poruszania się samochodem jest niezbędna przy konstruowaniu samochodu lub innego urządzenia transportowego - od wagonów kolejowych po promy kosmiczne. Na szczęście istnieją proste prawa fizyczne, które rządzą tym typem ruchu i mają uniwersalne zastosowanie. Ten artykuł wyjaśnia drugie prawo Newtona, ponieważ odnosi się do przyspieszenia samochodu.
Użyj drugiego prawa Newtona
Krok 1
Użyj drugiego prawa Newtona, które mówi, że gdy dwa lub więcej obiektów oddziałuje ze sobą, działa na nie siła. Istnieją dwa ogólne typy sił: siły kontaktowe (siła przyłożona, tarcie i inne) oraz siły odległości lub pola (grawitacja, elektryczna i magnetyczna).
Krok 2
Skoncentruj się na sile przyłożonej do samochodu. Jeśli znajduje się na równym podłożu, a tarcie jest znikome (co jest prawdą, jeśli masz napompowane opony i poruszasz się powoli), siła potrzebna do przyspieszenia tego samochodu będzie dana przez siłę = masa x przyspieszenie lub F = M x a . Zgodnie z tym równaniem, nawet niewielka siła wystarczy, aby samochód ruszył, choć powoli.
Krok 3
Wykorzystując masę „M” samochodu w kilogramach i żądane przyspieszenie „a” wm / s², wprowadź parametry w równaniu drugiego prawa Newtona, aby otrzymać wymaganą siłę „F” wm / s², która jest równoważna jednostce siła podstawowa, Newton.
Jeśli samochód stoi na zboczu
Krok 1
Weź pod uwagę prostopadłą składową siły skierowanej w dół, oprócz siły potrzebnej do przyspieszenia.
Krok 2
Obliczyć działającą w dół siłę grawitacji, mnożąc masę samochodu w kilogramach przez stałe przyspieszenie grawitacji standardowej, 9,8 m / s².
Krok 3
Obliczyć składową tej prostopadłej siły, mnożąc ją przez cosinus 90 stopni minus nachylenie, które można również nazwać a theta, jak pokazano na rysunku (siła zbocza x cos (nachylenie 90) = siła działająca na zboczu x cos (theta ) = prostopadła składowa siły).
Na przykład: pomarańczowy jeep pokazany powyżej waży 1450 kg i stoi nieruchomo na nachyleniu 30 stopni. Siła grawitacji działająca na jeepa w kierunku, w którym może on się toczyć (prostopadła składowa siły) to siła przechyłu (9,8 x 1450 = 14 250 niutonów m / s²) razy cosinus 90 minus nachylenie (cos (90-30) = 0,5), co daje 14250 x 0,5 = 7125 niutonometrów na sekundę do kwadratu.
Oznacza to, że zgodnie z drugim prawem Newtona, gdyby Jeep mógł się swobodnie toczyć, przyspieszyłby w dół do 7 125 niutonów m / s² podzielonych przez 1450 kg, co równa się pięciu metrom na sekundę do kwadratu. Po sekundzie toczenia jeep poruszał się z prędkością pięciu metrów na sekundę do kwadratu.