Vsebina
Poznavanje moči, ki je potrebna za premikanje avtomobila, je bistvenega pomena pri načrtovanju avtomobila ali katere koli druge transportne naprave - od vlakovnih vozil do vesoljskih ladij. Na srečo obstajajo preprosti fizikalni zakoni, ki urejajo to vrsto gibanja in so splošno veljavni. Ta članek pojasnjuje Newtonov drugi zakon, saj se nanaša na pospeševanje avtomobila.
Uporabi Newtonov drugi zakon
Korak 1
Uporabite Newtonov drugi zakon, ki pravi, da kadar koli dva ali več predmetov medsebojno delujeta, nanje deluje sila. Obstajata dve splošni vrsti sil: kontaktne sile (uporabljena sila, trenje in druge) ter sile razdalje ali polja (gravitacijske, električne in magnetne).
2. korak
Osredotočite se na silo, ki deluje na avto. Če je na ravni podlagi in je trenje zanemarljivo (kar velja, če imate napihnjene pnevmatike in se počasi premikate), bo sila, potrebna za pospešitev tega avtomobila, dana s silo = masa x pospešek ali F = M x a . Po tej enačbi bo za premikanje avtomobila, čeprav počasi, dovolj že zelo majhna sila.
3. korak
Z maso avtomobila "M" v kilogramih in želenim pospeškom "a" v m / s² vnesite parametre v Newtonovo drugo enačbo zakona, da dobite zahtevano silo "F" v m / s², ki je enaka enoti osnovna sila, Newton.
Če je avto na klancu
Korak 1
Razmislite o pravokotni komponenti sile navzdol poleg sile, ki je potrebna za pospeševanje.
2. korak
Izračunajte silo navzdol, ki jo povzroča gravitacija, tako da maso avtomobila pomnožite s kilogrami s konstantnim pospeškom standardne teže 9,8 m / s².
3. korak
Izračunajte komponento te pravokotne sile tako, da jo pomnožite s kosinusom 90 stopinj minus naklon, ki ga lahko imenujemo tudi teta, kot je prikazano na sliki (sila nagiba x cos (90-naklon) = sila naklona x cos (theta ) = pravokotna komponenta sile).
Na primer: oranžni džip, ki je prikazan zgoraj, tehta 1.450 kg in stoji v naklonu 30 stopinj. Sila gravitacije, ki deluje na džip v smeri, v kateri se lahko premika (pravokotna komponenta sile), je sila nagiba (9,8 x 1,450 = 14,250 Newtonov m / s²), pomnožena s kosinusom 90 minus naklon (cos (90-30) = 0,5), kar je 14.250 x 0,5 = 7.125 njutonmetrov na sekundo na kvadrat.
To pomeni, da bi se po drugem Newtonovem zakonu, če bi se Jeep lahko kotal, pospešil navzdol do 7.125 Newtonov m / s², deljeno s 1.450 kg, kar je enako pet metrov na kvadrat na sekundo. Po sekundi kotaljenja bi se džip premikal s kvadratom pet metrov na sekundo.