المحتوى
معرفة القوة اللازمة لتحريك السيارة أمر ضروري في هندسة السيارة أو أي وسيلة نقل أخرى - من عربات القطار إلى المكوكات الفضائية. لحسن الحظ ، هناك قوانين فيزيائية بسيطة تحكم هذا النوع من الحركة وقابلة للتطبيق عالميًا. تشرح هذه المقالة قانون نيوتن الثاني من حيث صلته بتسارع السيارة.
استخدم قانون نيوتن الثاني
الخطوة 1
استخدم قانون نيوتن الثاني الذي ينص على أنه عندما يتفاعل جسمان أو أكثر مع بعضهما البعض ، توجد قوة تؤثر عليهم. هناك نوعان عامان من القوى: قوى الاتصال (القوة المطبقة والاحتكاك وغيرها) وقوى المسافة أو المجال (الجاذبية ، الكهربائية والمغناطيسية).
الخطوة 2
ركز على القوة المطبقة على السيارة. إذا كانت على أرض مستوية وكان الاحتكاك ضئيلًا (وهذا صحيح إذا كان لديك إطارات منفوخة وتتحرك ببطء) ، فإن القوة اللازمة لتسريع تلك السيارة ستعطى بالقوة = الكتلة x التسارع أو F = M x a . وفقًا لهذه المعادلة ، حتى كمية صغيرة جدًا من القوة ستكون كافية لتحريك السيارة ، وإن كان ذلك ببطء.
الخطوه 3
باستخدام كتلة السيارة "M" بالكيلوغرام والتسارع المطلوب "a" بوحدة m / s² ، أدخل المعلمات في معادلة قانون نيوتن الثانية للحصول على القوة "F" المطلوبة في م / ث² ، والتي تعادل الوحدة القوة الأساسية ، نيوتن.
إذا كانت السيارة على منحدر
الخطوة 1
ضع في اعتبارك المكون العمودي للقوة الهابطة بالإضافة إلى القوة اللازمة للتسريع.
الخطوة 2
احسب القوة الهابطة التي تسببها الجاذبية بضرب كتلة السيارة بالكيلوجرام في عجلة الجاذبية القياسية 9.8 م / ث².
الخطوه 3
احسب مكون هذه القوة العمودية بضربها في جيب التمام 90 درجة ناقص الميل ، والذي يمكن أن يسمى أيضًا ثيتا ، كما هو موضح في الشكل (قوة الميل x cos (90 ميل) = قوة الميل x cos (ثيتا) ) = المكون العمودي للقوة).
على سبيل المثال: تزن السيارة الجيب البرتقالية الموضحة أعلاه 1450 كجم وهي ثابتة على منحدر 30 درجة. قوة الجاذبية المؤثرة على الجيب في الاتجاه الذي يمكن أن تتحرك فيه (المكون العمودي للقوة) هي قوة الإمالة (9.8 × 1450 = 14250 نيوتن متر / ثانية 2) مضروبة في جيب التمام 90 ناقص الميل (جيب التمام) (90-30) = 0.5) ، وهو 14،250 × 0.5 = 7،125 نيوتن-متر لكل ثانية مربعة.
هذا يعني أنه وفقًا لقانون نيوتن الثاني ، إذا كانت السيارة الجيب حرة في التدحرج ، فسوف تتسارع نزولًا إلى 7،125 نيوتن متر / ثانية² مقسومة على 1450 كجم ، أي ما يعادل خمسة أمتار لكل ثانية مربعة. بعد ثانية من التدحرج ، يتحرك الجيب بسرعة خمسة أمتار في الثانية المربعة.