Conoscere la forza necessaria per spostare una macchina è indispensabile nella progettazione delle automobili o qualsiasi altro dispositivo di trasporto - dai vagoni per la navetta spaziale. Per fortuna, ci sono semplici leggi fisiche che governano questo tipo di moto, che sono universalmente applicabile. Questo articolo spiega la seconda legge di Newton, in quanto si riferisce alla accelerazione di un'automobile. Cose che ti serviranno
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utilizzo di Newton Utilizzare la seconda legge di Newton, in cui si afferma che ogni volta che due o più oggetti interagiscono tra dall'altro vi è una forza che agisce su di essi. Ci sono due tipi generali di forze: forze di contatto (forza applicata, l'attrito e altri) e at-a-distanza o in campo delle forze (gravitazionale, elettrico e magnetico) economici 2
Focus sulla forza applicata. alla macchina. Se l'auto è in piano e l'attrito è trascurabile (che è vero se ha gonfiato i pneumatici e si sta muovendo lentamente), allora la forza necessaria per accelerare la vettura è data da forza = massa accelerazione o F = M x a. Secondo questo, anche una piccola quantità di forza è sufficiente a spostare una macchina, anche se lentamente.
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Utilizzare la massa "M" dell'automobile in questione in chilogrammi (1 Kg = 2,2 libbre) e l'accelerazione "a" desiderato in metri al secondo quadrato, inserire i parametri nella seconda equazione legge di Newton per ottenere la forza "F" richiesto in chilogrammi metri al secondo quadrato, che è equivalente alla unità di base di forza, il Newton.
se l'auto è su un piano inclinato
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consideri la componente perpendicolare della forza verso il basso, oltre alla forza necessaria per accelerare.
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Calcola la forza verso il basso causato dalla gravità moltiplicando la massa della vettura in chilogrammi per l'accelerazione di gravità costante standard, 9.8 metri al secondo quadrato.
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Calcola la componente perpendicolare di questa forza moltiplicandolo per il coseno di 90 gradi in meno la pendenza, che può anche essere chiamato theta, come è mostrato nella foto (in basso la forza x cos (90-pendenza) = giù forza x cos (theta) = componente perpendicolare della forza) .
Per esempio: la Jeep arancione mostrato sopra pesa £ 3200 (1.450 Kg), ed è seduto su un 30 gradi di pendenza. La forza di gravità che agisce sulla jeep in direzione può rotolare (la componente perpendicolare della forza) è la forza verso il basso (9.8 x 1.450 = 14.250 newton) per il coseno di 90 meno la pendenza (cos (90-30) = 0.5), che è 14.250 x 0,5 = 7125 newton.
Questo significa, secondo la seconda legge di Newton, che se la Jeep era libero di rotolare accelererebbe giù per il pendio a 7125 Newton diviso per 1,450 Kg, che è pari a 5 metri al secondo quadrato. Dopo un secondo di rotolamento, la Jeep si muoverebbe 5 metri al secondo o 11 miglia all'ora.