Hvor meget kraft udøver en væg på 2 ton lastbil, der går 10 km / h?

kraft, tid og momentum

* kraft: Et skub eller træk, der kan ændre et objekts bevægelse.

* Tid: Varigheden af ​​den kraft, der virker på objektet.

* momentum: Et mål for et objekts masse og hastighed.

Forholdet mellem disse er beskrevet af impuls-momentum sætning:

impuls =ændring i momentum =kraft x tid

Problemet

For at beregne kraften skal du kende den tid, det tager for lastbilen at stoppe. Her er nogle scenarier:

* Øjeblikkelig stop: Hvis lastbilen rammer væggen og stopper øjeblikkeligt (umulig i virkeligheden), ville kraften være utrolig høj, hvilket potentielt kan forårsage katastrofale skader.

* gradvis stop: Hvis lastbilen går ned på væggen og tager en begrænset tid til at stoppe, ville styrken være lavere.

Sådan beregnes kraften (hvis du har tid):

1. Konverter enheder:

* 2 ton =4000 pund (forudsat os tons)

* 10 mph =14,67 fod i sekundet

2. Beregn indledende momentum:

* Momentum =masse x hastighed

* Momentum =4000 pund * 14,67 ft/s

3. Beregn tidspunktet for påvirkning: Dette er det centrale stykke information, du har brug for.

4. Beregn styrken:

* Kraft =(ændring i momentum) / tid

* Da det sidste momentum er 0 (lastbilen stopper), er ændringen i momentum lig med det første momentum.

Vigtig note: Den kraft, der udøves af væggen på lastbilen, ville være ens i størrelse, men modsat i retning til den kraft, der udøves af lastbilen på væggen (Newtons tredje lov).

Eksempel:

Lad os antage, at lastbilen tager 0,1 sekunder at stoppe:

1. første momentum =4000 pund * 14,67 ft/s =58.680 pund-fødder/sekund

2. tid =0,1 sekunder

3. Force =58.680 pund fødder / anden / 0,1 sekunder =586.800 pund kraft

Sikkerhedsnotat: Selv med en meget kort stoppetid ville den kraft, der udøves af væggen, være ekstremt høj. Derfor er det vigtigt at undgå kollisioner og følge trafiklovgivningen.