Innehåll
Att känna till kraften som krävs för att flytta en bil är avgörande för konstruktionen av bilen eller rymdfärjan. Tack och lov finns det enkla fysiska lagar som styr denna typ av rörelse som är allmänt tillämpliga. Den här artikeln förklarar Newtons andra lag eftersom den avser accelerationen av en bil.
Använd Newtons Second Law
Steg 1
Använd newtons andra lag som säger att det är en styrka som agerar på dem. Det finns två generella krafttyper: kontaktkrafter (applicerad kraft, friktion och andra) och på avstånd eller fältkrafter (tyngdkraft, elektriska och magnetiska).
Steg 2
Fokusera på den påförda kraften på bilen. Om bilen är på plan mark och friktionen är försumbar, ges kraften som krävs för att accelerera kraften med kraft = massa gånger acceleration eller F = M x a. Enligt detta räcker till och med en liten mängd kraft för att flytta en bil, om än långsamt.
Använd massan "M" för den aktuella bilen i kilogram (1 kg = 2,2 pund) och accelerationen "a" önskad i meter för andra kvadrat, sätt in parametrarna i Newtons andra lagekvation för att få kraften "F" som krävs i kilogram per sekund kvadrat, vilket motsvarar baskraftenheten, Newton.
Om bilen är på stigning
Steg 1
Tänk på den vinkelräta komponenten av den nedåtgående kraften utöver den kraft som krävs för att accelerera.
Steg 2
Beräkna gravitationshastigheten med gravitationsaccelerationskonstanten, 9,8 meter per sekund i kvadrat.
Beräkna den vinkelräta komponenten i denna kraft genom att multiplicera den med kosinus med 90 grader minus lutning, som också kan kallas theta, som visas på bilden (nedkraft x cos (90-lutning) = nedkraft x cos (theta ) = vinkelrätt komponent av kraft).Till exempel: den orange Jeep som visas ovan väger 3 400 kilo (1450 kg) och sitter i en 30 graders lutning. Tyngdkraften som verkar på Jeep i riktningen för den vinkelräta komponenten av kraften är den nedåtgående kraften (9,8 x 1 450 = 14 250 Newton) gånger kosinus 90 minus lutningen (cos (90-30) = 0,5) vilket är 14 250 x 0,5 = 7 125 Newton. Enligt Newtons andra lag innebär detta att om Jeep var fri att rulla skulle den påskynda lutningen på 7 125 Newton dividerat med 1 450 Kg vilket är lika med 5 meter per sekund kvadrat. Efter en sekund med rullning skulle Jeep flytta 5 meter per sekund eller 11 miles per timme.
Tips
- Kontrollera att du använder vanliga vetenskapliga enheter: kilogram, meter, sekunder och newton. Använd sunt förnuft när du arbetar med lutningar. Om bilen lutas nedåt kommer den att vilja rulla så.
Objekt du behöver
- Calculator
