Съдържание
Познаването на силата, необходима за придвижване на автомобил, е от съществено значение при проектирането на автомобила или всяко друго транспортно устройство - от вагони до космически совалки. За щастие има прости физически закони, които управляват този тип движения и са универсално приложими. Тази статия обяснява втория закон на Нютон, тъй като той се отнася до ускорението на автомобил.
Използвайте втория закон на Нютон
Етап 1
Използвайте втория закон на Нютон, който казва, че когато два или повече обекта взаимодействат помежду си, върху тях действа сила. Има два основни типа сили: контактни сили (приложена сила, триене и други) и разстояния или полеви сили (гравитационни, електрически и магнитни).
Стъпка 2
Фокусирайте се върху силата, приложена към автомобила. Ако е на равна земя и триенето е незначително (което е вярно, ако имате напомпани гуми и се движите бавно), силата, необходима за ускоряване на тази кола, ще бъде дадена от силата = маса x ускорение или F = M x a . Според това уравнение дори много малко количество сила ще бъде достатъчно за движение на автомобил, макар и бавно.
Стъпка 3
Използвайки масата на автомобила "M" в килограми и желаното ускорение "a" в m / s², въведете параметрите във второто уравнение на закона на Нютон, за да получите необходимата сила "F" в m / s², което е еквивалентно на единицата основна сила, Нютон.
Ако колата е на наклон
Етап 1
Помислете за перпендикулярния компонент на низходящата сила в допълнение към силата, необходима за ускоряване.
Стъпка 2
Изчислете силата надолу, причинена от гравитацията, като умножите масата на автомобила в килограми по постоянното ускорение на стандартното тегло, 9,8 m / s².
Стъпка 3
Изчислете компонента на тази перпендикулярна сила, като я умножите по косинуса от 90 градуса минус наклона, който също може да се нарече тета, както е показано на фигурата (сила на наклона x cos (90-наклон) = сила на наклона x cos (тета ) = перпендикулярен компонент на силата).
Например: показаният по-горе оранжев джип тежи 1450 кг и е неподвижен под наклон от 30 градуса. Силата на гравитацията, действаща върху джипа в посоката, в която той може да се търкаля (перпендикулярният компонент на силата), е силата на наклон (9,8 х 1,450 = 14 250 Нютона m / s²), умножена по косинуса от 90 минус наклона (cos (90-30) = 0,5), което е 14 250 х 0,5 = 7 125 нютонметра в секунда на квадрат.
Това означава, че според втория закон на Нютон, ако джипът е бил свободен да се търкаля, той ще се ускори надолу до 7 125 нютона м / с², разделен на 1450 кг, което е равно на пет метра в секунда на квадрат. След секунда търкаляне джипът щеше да се движи с пет метра в секунда на квадрат.