Sådan beregnes påvirkningskraft

Under en påvirkning konverteres energien fra et bevægeligt objekt til arbejde, og kraft spiller en vigtig rolle. For at oprette en ligning for styrken af enhver påvirkning, kan du indstille ligningerne for energi og arbejde lig med hinanden og løse for kraft. Derfra er beregningen af en påvirkningskraft relativt let.

TL; DR (for lang; læste ikke)

For at beregne slagkraften skal du dele kinetisk energi efter afstand. F \u003d (0,5 * m * v ^ 2) ÷ d
Effekt og energi

Energi er defineret som evnen til at udføre arbejde. Under en påvirkning konverteres et objekts energi til arbejde. Energien fra et bevægeligt objekt kaldes kinetisk energi og er lig med halvdelen af objektets masse gange kvadratet for dets hastighed: KE \u003d 0,5 × m × v ^ 2. Når du tænker på slagkraften af et faldende objekt, kan du beregne objektets energi på dets anslagspunkt, hvis du kender højden, hvorfra det blev tabt. Denne type energi kaldes gravitationspotentialenergi, og den er lig med objektets masse ganget med den højde, hvorfra den blev faldet, og accelerationen på grund af tyngdekraften: PE \u003d m × g × h.
Impact and Work

Arbejde forekommer, når der udøves en kraft til at flytte et objekt en bestemt afstand. Derfor er arbejde lig med kraft multipliceret med afstand: W \u003d F × d. Fordi kraft er en komponent i arbejde, og en påvirkning er konvertering af energi til arbejde, kan du bruge ligningerne til energi og arbejde til at løse for kraftens påvirkning. Den tilbagelagte afstand, når arbejdet udføres ved en påvirkning, kaldes stopafstanden. Det er afstanden, som det bevægelige objekt har tilbagelagt efter, at påvirkningen er sket.
Impact from a Falling Object

Antag, at du vil vide slagkraften fra en sten med en masse på 1 kg, der falder fra en to meter højde og indlejrer sig to centimeter dybt inde i et plastlegetøj. Det første trin er at indstille ligningerne for gravitationspotentialenergi og arbejde lig med hinanden og løse for kraft. W \u003d PE er F × d \u003d m × g × h, så F \u003d (m × g × h) ÷ d. Det andet og sidste trin er at sætte værdierne fra problemet i ligningen for kraft. Husk at bruge målere, ikke centimeter, til alle afstande. Stopafstanden på to centimeter skal udtrykkes som to hundrededele af en meter. Desuden er accelerationen på grund af tyngdekraften på Jorden altid 9,8 meter pr. Sekund. Støtkraften fra klippen vil være: (1 kg × 9,8 m /s ^ 2 × 2 m) ÷ 0,02 m \u003d 980 Newton.
Effekt fra et vandret bevægeligt objekt

Antag nu, at du vil at kende slagkraften af en bil på 2.200 kg, der kører 20 meter i sekundet, der styrter ned i en væg under en sikkerhedstest. Stopafstanden i dette eksempel er bilens sammenkrævningszone eller afstanden, hvormed bilen forkortes ved anslag. Antag, at bilen er klemt nok til at være tre kvarter meter kortere, end den var før anslaget. Igen er det første skridt at indstille ligningerne for energi - denne gang kinetisk energi - og arbejde ens til hinanden og løse for kraft. W \u003d KE er F × d \u003d 0,5 × m × v ^ 2, så F \u003d (0,5 × m × v ^ 2) ÷ d. Det sidste trin er at sætte værdierne fra problemet i ligningen for kraft: (0,5 × 2200 kg × (20 meter /sekund) ^ 2) ÷ 0,75 meter \u003d 586,667 Newton.