תוֹכֶן
הכרת הכוח הדרוש להנעת מכונית חיונית בהנדסת הרכב או כל מכשיר תחבורה אחר - מקרונות רכבת ועד הסעות חלל. למרבה המזל, ישנם חוקים פיזיקליים פשוטים השולטים בתנועה מסוג זה והם חלים באופן אוניברסלי. מאמר זה מסביר את החוק השני של ניוטון, שכן הוא מתייחס להאצת מכונית.
השתמש בחוק השני של ניוטון
שלב 1
השתמש בחוק השני של ניוטון האומר כי בכל פעם ששני עצמים או יותר מתקשרים זה עם זה, יש כוח הפועל עליהם. ישנם שני סוגים כלליים של כוחות: כוחות מגע (כוח מופעל, חיכוך ואחרים) וכוחות מרחק או שדה (כוח משיכה, חשמלי ומגנטי).
שלב 2
התמקדו בכוח המופעל על המכונית. אם הוא נמצא על קרקע מישורית והחיכוך זניח (וזה נכון אם יש לך צמיגים מנופחים ונע באטיות), הכוח הדרוש להאצת מכונית זו יינתן בכוח = המסה x התאוצה או F = M x a . על פי משוואה זו, אפילו כמות קטנה מאוד של כוח תספיק להנעת מכונית, אם כי לאט.
שלב 3
השתמש במסת "M" של המכונית בקילוגרמים ובתאוצה "a" הרצויה ב- m / s², הזן את הפרמטרים במשוואת החוק השנייה של הניוטון כדי להשיג את הכוח "F" הנדרש ב- m / s², שווה ערך ליחידה כוח בסיסי, ניוטון.
אם המכונית במדרון
שלב 1
שקול את המרכיב הניצב של הכוח כלפי מטה בנוסף לכוח הדרוש להאצה.
שלב 2
חישב את הכוח כלפי מטה הנגרם על ידי כוח הכבידה על ידי הכפלת המסה של המכונית בקילוגרמים בהאצה קבועה של כוח הכבידה הסטנדרטי, 9.8 מ '/ s².
שלב 3
חשב את מרכיב הכוח הניצב הזה על ידי הכפלתו בקוסינוס של 90 מעלות פחות המדרון, שאפשר לכנותו גם תטא, כפי שמוצג באיור (כוח שיפוע x cos (90 מדרון) = כוח שיפוע x cos (תטא) ) = מרכיב אנכי של הכוח).
לדוגמא: הג'יפ הכתום המוצג לעיל שוקל 1,450 ק"ג והוא נייח בשיפוע של 30 מעלות. כוח הכבידה הפועל על הג'יפ בכיוון בו הוא יכול להתגלגל (הרכיב הניצב של הכוח) הוא כוח ההטיה (9.8 x 1,450 = 14,250 ניוטון m / s²) כפול הקוסינוס של 90 פחות המדרון (cos (90-30) = 0.5), שהם 14,250 x 0.5 = 7,125 ניוטון-מטר לשנייה בריבוע.
המשמעות היא שעל פי החוק השני של ניוטון, אם הג'יפ היה חופשי להתגלגל, הוא היה מאיץ במורד ל -7,125 ניוטון מ '/ s² חלקי 1,450 ק"ג, השווה לחמישה מטרים לשנייה בריבוע. לאחר שנייה של גלגול, הג'יפ היה נע בחמישה מטרים לשנייה בריבוע.