Como calcular a força necessária para mover um veículo

Conhecendo a força necessária para mover um veículo é essencial na engenharia automotiva ou qualquer outro meio de transporte, a partir de vagões ferroviários para o ônibus espacial. Felizmente, existem leis físicas simples que regem este tipo de movimento, que são universalmente aplicáveis. Este artigo explica a segunda lei de Newton no que se refere à aceleração de um carro.

instruções

    Use a segunda lei de Newton

  • 1

    Use a segunda lei de Newton, que diz que quando dois ou mais objetos interagem uns com os outros, há uma força que age sobre eles. Existem dois tipos gerais de forças: as forças de contacto (força aplicada, de fricção e outros) e as forças de distância ou campo (gravidade, eléctricos e magnéticos).

  • 2

    Concentre-se na força aplicada a um veículo. Se for sobre uma superfície plana e de atrito é negligenciável (o que é verdade se ter insuflado pneus e move-se lentamente), então a necessidade de acelerar a força é dada pela força = aceleração da massa ou F = M x para . Por conseguinte, mesmo uma muito pequena força seja suficiente para mover um carro, embora lentamente.

  • 3

    Utilizando o "H" massa do carro em questão, em quilogramas (1 kg = 2,2 lb) e aceleração "um", expresso em metros por segundo quadrado, parâmetros inserido na equação da segunda lei de Newton pelo força "F", em kg / m por segundo quadrado, equivalente à unidade básica de força, a Newton.

    Se o veículo está em um declive

  • 1

    Note-se a componente perpendicular da força descendente, bem como a força necessária para acelerar.

  • 2

    Calcular a força descendente de gravidade causada pela multiplicação da massa do veículo em quilogramas pela aceleração constante de gravidade padrão, 9,8 metros por segundo quadrado.

  • 3

    Calcula o componente perpendicular desta força, quando multiplicado por o co-seno de 90 graus de menos a inclinação, o que também pode ser chamado teta, como mostrado na imagem (os descendentes força x cos (90-ângulo) = força x cos para baixo ( theta) = componente de força perpendicular).

    Por exemplo: jipe ​​laranja mostrado acima pesa 3.200 libras (1,450 kg), e faz um ângulo de 30 graus. A força da gravidade que actua sobre o jipe ​​no sentido em que pode rolar (a componente perpendicular da força) é a força descendente (9,8 x 1,450 = 14.250 Newtons) multiplicada pelo co-seno de 90 a menos de inclinação (COS (90-30) = 0,5) é 14.250 x 0,5 = 7,125 Newtons.

    Isso significa, de acordo com a segunda lei de Newton, que se o Jeep é livre para rolar, acelerar a inclinação para 7.125 Newtons divididos por 1.450 kg, o que é igual a 5 metros por segundo ao quadrado. Depois de um segundo rolamento, o Jeep moveria 5 metros por segundo ou 11 milhas por hora.

Dicas:

  • Certifique-se de que você está usando as unidades científicas padrão: quilogramas, metros, segundos e newtons.
  • Use o bom senso quando se trabalha com encostas. Se o veículo for inclinada para baixo, você vai querer rolar nessa direção.