Contenuto
- Usa la seconda legge di Newton
- Passo 1
- Passo 2
- Passaggio 3
- Se l'auto è in pendenza
- Passo 1
- Passo 2
- Passaggio 3
Conoscere la forza necessaria per spostare un'auto è essenziale nell'ingegnerizzare l'automobile o qualsiasi altro dispositivo di trasporto, dalle carrozze ferroviarie agli space shuttle. Fortunatamente, esistono semplici leggi fisiche che governano questo tipo di movimento e sono universalmente applicabili. Questo articolo spiega la seconda legge di Newton, in quanto si riferisce all'accelerazione di un'auto.
Usa la seconda legge di Newton
Passo 1
Usa la seconda legge di Newton che dice che ogni volta che due o più oggetti interagiscono tra loro, c'è una forza che agisce su di essi. Esistono due tipi generali di forze: forze di contatto (forza applicata, attrito e altre) e forze di distanza o di campo (gravità, elettrica e magnetica).
Passo 2
Concentrati sulla forza applicata all'auto. Se si trova su un terreno pianeggiante e l'attrito è trascurabile (il che è vero se hai pneumatici gonfiati e ti muovi lentamente), la forza necessaria per accelerare quell'auto sarà data dalla forza = massa x accelerazione o F = M x a . Secondo questa equazione, anche una minima quantità di forza sarà sufficiente per spostare un'auto, anche se lentamente.
Passaggio 3
Utilizzando la massa "M" dell'auto in chilogrammi e l'accelerazione "a" desiderata in m / s², immettere i parametri nell'equazione della seconda legge di Newton per ottenere la forza "F" richiesta in m / s², che è equivalente all'unità forza fondamentale, Newton.
Se l'auto è in pendenza
Passo 1
Considera la componente perpendicolare della forza verso il basso oltre alla forza necessaria per accelerare.
Passo 2
Calcola la forza verso il basso causata dalla gravità moltiplicando la massa dell'auto in chilogrammi per l'accelerazione costante della gravità standard, 9,8 m / s².
Passaggio 3
Calcola la componente di questa forza perpendicolare moltiplicandola per il coseno di 90 gradi meno la pendenza, che può anche essere chiamata theta, come mostrato in figura (forza di pendenza x cos (pendenza 90) = forza di pendenza x cos (theta ) = componente perpendicolare della forza).
Ad esempio: la jeep arancione mostrata sopra pesa 1.450 kg ed è ferma su un'inclinazione di 30 gradi. La forza di gravità che agisce sulla jeep nella direzione in cui può rotolare (la componente perpendicolare della forza) è la forza di inclinazione (9,8 x 1.450 = 14.250 Newton m / s²) moltiplicata per il coseno di 90 meno la pendenza (cos (90-30) = 0,5), che è 14.250 x 0,5 = 7.125 newton-metri al secondo quadrato.
Ciò significa che, secondo la seconda legge di Newton, se la Jeep fosse libera di rotolare, accelererebbe in discesa a 7.125 Newton m / s² diviso per 1.450 kg, che è pari a cinque metri al secondo quadrato. Dopo un secondo di rollio, la jeep si sposterebbe a cinque metri quadrati al secondo.