תוֹכֶן
הכרת הכוח הנדרש להנעת מכונית חיונית בהנדסת הרכב או במעבורת החלל. למרבה המזל, ישנם חוקים פיזיקליים פשוטים השולטים בתנועה מסוג זה החלים באופן אוניברסאלי. מאמר זה מסביר את החוק השני של ניוטון בכל הנוגע להאצת רכב.
השתמש בחוק השני של ניוטון
שלב 1
השתמש בחוק השני של הניוטון הקובע כי זהו כוח הפועל עליהם. ישנם שני סוגים כלליים של כוחות: כוחות מגע (כוח מיושם, חיכוך ואחרים) וכוחות מרחק או מרחק שדה (כוח משיכה, חשמל ומגנטיות).
שלב 2
התמקד בכוח המופעל על המכונית. אם המכונית נמצאת על קרקע שטוחה והחיכוך הוא זניח, אז הכוח הנדרש להאצת הכוח ניתן בכוח = מסה פעמים תאוצה או F = M x a. על פי זה, אפילו כמות קטנה של כוח מספיקה בכדי להזיז מכונית, גם אם לאט.
בעזרת המסה "M" של הרכב המדובר בקילוגרמים (1 ק"ג = 2.2 פאונד) והתאוצה "a" הרצויה במטרים לריבוע שני, הכנס את הפרמטרים במשוואת החוק השני של ניוטון כדי לקבל את הכוח "F" הנדרש ב קילוגרם לשנייה בריבוע, המקבילה ליחידת הכוח הבסיסית, הניוטון.
אם המכונית נמצאת בשיפוע
שלב 1
קחו למשל את המרכיב הניצב של הכוח כלפי מטה בנוסף לכוח הנדרש להאצה.
שלב 2
חשב את מהירות הכבידה על ידי קבוע האצת הכבידה, 9.8 מטר לשנייה בריבוע.
חשב את המרכיב הניצב של כוח זה על ידי הכפלתו בקוסינוס של 90 מעלות מינוס שיפוע, אשר עשוי להיקרא גם תטא, כפי שמוצג בתמונה (כוח למטה x cos (שיפוע 90) = כוח למטה x cos (תטא) ) = רכיב אנכי של כוח).לדוגמה: הג'יפ הכתום שמוצג למעלה שוקל 3,200 פאונד (1,450 ק"ג), והוא יושב בשיפוע של 30 מעלות. כוח הכובד הפועל על הג'יפ בכיוון המרכיב הניצב של הכוח הוא הכוח כלפי מטה (9.8 על 1,450 = 14,250 ניוטון) כפול הקוסינוס של 90 פחות השיפוע (cos (90-30) = 0.5) שזה 14,250 x 0.5 = 7,125 ניוטון. המשמעות היא, על פי החוק השני של ניוטון, שאם הג'יפ היה חופשי להתגלגל הוא היה מאיץ במורד המדרון ב -7,125 ניוטון המחולק ב -1,450 ק"ג שזה שווה ל -5 מטרים לשנייה בריבוע. לאחר שנייה אחת של התגלגלות, הג'יפ היה נע 5 מטר לשנייה או 11 מייל לשעה.
טיפ
- ודא שאתה משתמש ביחידות מדעיות סטנדרטיות: קילוגרמים, מטרים, שניות וניוטונים. השתמש בשכל הישר כאשר עובדים עם שיפועים. אם המכונית נוטה כלפי מטה, היא תרצה להתגלגל ככה.
פריטים שתזדקק להם
- מחשבון
