Inhalt
- Verwenden Sie das zweite Newtonsche Gesetz
- Schritt 1
- Schritt 2
- Schritt 3
- Wenn das Auto am Hang steht
- Schritt 1
- Schritt 2
- Schritt 3
Die Kraft zu kennen, die zum Bewegen eines Autos erforderlich ist, ist für die Konstruktion des Automobils oder eines anderen Transportmittels von entscheidender Bedeutung - von Eisenbahnwaggons bis hin zu Raumfähren. Glücklicherweise gibt es einfache physikalische Gesetze, die diese Art von Bewegung regeln und universell anwendbar sind. Dieser Artikel erklärt Newtons zweites Gesetz, das sich auf die Beschleunigung eines Autos bezieht.
Verwenden Sie das zweite Newtonsche Gesetz
Schritt 1
Verwenden Sie das zweite Newtonsche Gesetz, das besagt, dass immer dann, wenn zwei oder mehr Objekte miteinander interagieren, eine Kraft auf sie einwirkt. Es gibt zwei allgemeine Arten von Kräften: Kontaktkräfte (ausgeübte Kraft, Reibung und andere) und Distanz- oder Feldkräfte (Schwerkraft, elektrisch und magnetisch).
Schritt 2
Konzentrieren Sie sich auf die auf das Auto ausgeübte Kraft. Wenn es sich auf ebenem Boden befindet und die Reibung vernachlässigbar ist (was zutrifft, wenn Sie Reifen aufgepumpt haben und sich langsam bewegen), wird die zum Beschleunigen des Fahrzeugs erforderliche Kraft durch die Kraft = Masse x Beschleunigung oder F = M x a angegeben . Nach dieser Gleichung reicht schon eine sehr geringe Kraft aus, um ein Auto zu bewegen, wenn auch langsam.
Schritt 3
Geben Sie unter Verwendung der "M" -Masse des Fahrzeugs in Kilogramm und der gewünschten "a" -Beschleunigung in m / s² die Parameter in die zweite Newtonsche Gesetzgleichung ein, um die erforderliche "F" -Kraft in m / s² zu erhalten, die der Einheit entspricht Grundkraft, Newton.
Wenn das Auto am Hang steht
Schritt 1
Berücksichtigen Sie die senkrechte Komponente der Abwärtskraft zusätzlich zu der zum Beschleunigen erforderlichen Kraft.
Schritt 2
Berechnen Sie die durch die Schwerkraft verursachte Abwärtskraft, indem Sie die Masse des Fahrzeugs in Kilogramm mit der konstanten Beschleunigung der Standardschwerkraft von 9,8 m / s² multiplizieren.
Schritt 3
Berechnen Sie die Komponente dieser senkrechten Kraft, indem Sie sie mit dem Kosinus von 90 Grad minus der Steigung multiplizieren, die auch als Theta bezeichnet werden kann, wie in der Abbildung gezeigt (Steigungskraft x cos (90-Steigung) = Steigungskraft x cos (Theta) ) = senkrechte Komponente der Kraft).
Zum Beispiel: Der oben gezeigte orangefarbene Jeep wiegt 1.450 kg und steht auf einer Neigung von 30 Grad. Die Schwerkraft, die auf den Jeep in der Richtung wirkt, in der er rollen kann (die senkrechte Komponente der Kraft), ist die Neigungskraft (9,8 x 1.450 = 14.250 Newton m / s²) mal dem Kosinus von 90 minus der Steigung (cos) (90-30) = 0,5), was 14.250 x 0,5 = 7.125 Newtonmeter pro Sekunde im Quadrat entspricht.
Dies bedeutet, dass nach dem zweiten Newtonschen Gesetz der Jeep, wenn er frei rollen könnte, bergab auf 7.125 Newton m / s², geteilt durch 1.450 kg, beschleunigen würde, was fünf Quadratmetern pro Sekunde entspricht. Nach einer Sekunde Rollen bewegte sich der Jeep mit einer Geschwindigkeit von fünf Metern pro Sekunde im Quadrat.