Inhoud
- Gebruik de tweede wet van Newton
- Stap 1
- Stap 2
- Stap 3
- Als de auto op een helling staat
- Stap 1
- Stap 2
- Stap 3
Het kennen van de kracht die nodig is om een auto te verplaatsen, is essentieel bij het ontwerpen van de auto of elk ander transportmiddel - van treinwagons tot spaceshuttles. Gelukkig zijn er eenvoudige natuurkundige wetten die dit type beweging beheersen en universeel toepasbaar zijn. In dit artikel wordt de tweede wet van Newton uitgelegd, die betrekking heeft op de versnelling van een auto.
Gebruik de tweede wet van Newton
Stap 1
Gebruik de tweede wet van Newton die zegt dat wanneer twee of meer objecten met elkaar in wisselwerking staan, er een kracht op inwerkt. Er zijn twee algemene soorten krachten: contactkrachten (uitgeoefende kracht, wrijving en andere) en afstands- of veldkrachten (zwaartekracht, elektrisch en magnetisch).
Stap 2
Concentreer u op de kracht die op de auto wordt uitgeoefend. Als hij op een vlakke ondergrond staat en de wrijving te verwaarlozen is (wat waar is als je banden hebt opgepompt en langzaam rijdt), wordt de kracht die nodig is om die auto te versnellen, gegeven door de kracht = massa x versnelling of F = M x a . Volgens deze vergelijking is zelfs een heel kleine hoeveelheid kracht voldoende om een auto te verplaatsen, zij het langzaam.
Stap 3
Gebruik de "M" -massa van de auto in kilogrammen en de gewenste "a" -versnelling in m / s² en voer de parameters in de vergelijking van de tweede wet van Newton in om de vereiste "F" -kracht in m / s² te verkrijgen, die gelijk is aan de eenheid basiskracht, Newton.
Als de auto op een helling staat
Stap 1
Beschouw de loodrechte component van de neerwaartse kracht naast de kracht die nodig is om te versnellen.
Stap 2
Bereken de neerwaartse kracht veroorzaakt door de zwaartekracht door de massa van de auto in kilogrammen te vermenigvuldigen met de constante versnelling van de standaardzwaartekracht, 9,8 m / s².
Stap 3
Bereken de component van deze loodrechte kracht door deze te vermenigvuldigen met de cosinus van 90 graden minus de helling, ook wel een theta genoemd, zoals weergegeven in de figuur (hellingskracht x cos (90-helling) = hellingskracht x cos (theta ) = loodrechte component van de kracht).
Bijvoorbeeld: de hierboven getoonde oranje jeep weegt 1.450 kg en staat stil op een helling van 30 graden. De zwaartekracht die op de jeep inwerkt in de richting waarin hij kan rollen (de loodrechte component van de kracht) is de kantelkracht (9,8 x 1,450 = 14,250 Newton m / s²) maal de cosinus van 90 min de helling (cos (90-30) = 0,5), wat 14.250 x 0,5 = 7.125 Newtonmeter per seconde kwadraat is.
Dit betekent dat, volgens de tweede wet van Newton, als de jeep vrij zou kunnen rollen, hij bergafwaarts zou versnellen tot 7.125 Newton m / s² gedeeld door 1.450 kg, wat gelijk is aan vijf meter per seconde in het kwadraat. Na een seconde rollen, zou de jeep met vijf meter per seconde in het kwadraat rijden.