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Nach Newtons zweitem Bewegungsgesetz ist die Kraft in Newton, die ein Objekt auf ein anderes ausübt, gleich der Masse des Objekts multipliziert mit seiner Beschleunigung. Wie kann dies angewendet werden, um die an einem Aufprall beteiligten Kräfte zu berechnen? Beachten Sie, dass Beschleunigung die Änderung der Geschwindigkeit eines Objekts im Laufe der Zeit ist. Objekte, die an Stößen beteiligt sind, halten im Allgemeinen langsam an - die numerisch negative Form der Beschleunigung. Die Berechnung des Kraftaufwands bei einem Aufprall ist so einfach wie das Multiplizieren der Masse des Objekts mit seiner Verzögerung.
Schritt 1
Bestimmen Sie, wie viel Masse das betreffende Objekt enthält. Stellen Sie sich zum Beispiel ein Auto vor, das auf der Erde 909,1 kg wiegt.
Schritt 2
Bestimmen Sie die Beschleunigung oder Verzögerung, die mit dem Aufprall verbunden ist. Stellen Sie sich vor, das Auto fuhr mit 27 m / s - ungefähr 97 km / h - gegen eine Wand und hielt in 0,05 Sekunden - fünf Hundertstelsekunden - vollständig an. Um die Beschleunigung zu berechnen, teilen Sie einfach die Geschwindigkeitsänderung durch den Zeitpunkt, zu dem die Änderung aufgetreten ist.
Fahrzeugbeschleunigung = (0 m / s - 27 m / s) / 0,05 s = -540 m / s ^ 2
Hinweis: Das negative Vorzeichen der Beschleunigung zeigt an, dass eine Verzögerung aufgetreten ist, und ist für die Berechnung der Kraft nicht relevant.
Schritt 3
Verwenden Sie das zweite Newtonsche Gesetz, um die am Aufprall beteiligte Kraft zu berechnen.
Kraft = Masse x Beschleunigung = 909,1 kg x 540 m / s ^ 2 = 490.914 Newton (N)
Das Auto übt eine Kraft von 490.914 N auf die Wand aus, was etwa dem 550-fachen des Gewichts des Autos entspricht.