Hvis motoren i en motorbil, der bevæger sig op med en vinkel 45 hældningshastighed 63 kmh, stopper med at arbejde pludselig, hvordan flyttes inden de kommer til hvile, hvis den vejer 19600 og friktionskraft er 2000?

1. Forståelse af kræfterne

* tyngdekraft: Bilens vægt (19600 n) handler lodret nedad. Vi er nødt til at finde komponenten i denne kraft, der fungerer parallelt med skråningen, hvilket vil være kraften, der trækker bilen ned ad hældningen.

* Friktion: Friktionskraften er imod bilens bevægelse og handler op ad bakke.

* nettokraft: Nettokraften, der virker på bilen, er forskellen mellem komponenten af ​​tyngdekraften, der trækker den ned og friktionskraften, der skubber den op ad bakke.

2. Beregning af tyngdekomponenten

* Da skråningen er 45 grader, er tyngdekomponenten parallelt med skråningen:

* Vægt * sin (45 °) =19600 n * sin (45 °) ≈ 13859 N

3. Beregning af nettokraften

* Nettekraft =tyngdekraft ned ad skråningen - friktionskraft

* Nettokraft =13859 n - 2000 n =11859 n

4. Beregning af accelerationen

* Vi ved, at bilens vægt er 19600 N, så vi kan finde dens masse:

* Masse =vægt / acceleration på grund af tyngdekraften (G) =19600 N / 9,8 m / s² ≈ 2000 kg

* Nu kan vi beregne accelerationen ved hjælp af Newtons anden lov (F =MA):

* Acceleration (a) =Nettoce / masse =11859 N / 2000 kg ≈ 5,93 m / s² (dette er decelerationen, da det handler mod bilens bevægelse)

5. Konverteringshastighed til m/s

* Bilens oprindelige hastighed er 63 km/t, som vi er nødt til at konvertere til meter pr. Sekund:

* 63 km / t * (1000 m / 1 km) * (1 t / 3600 s) ≈ 17,5 m / s

6. Beregning af stopafstand

* Vi bruger følgende kinematiske ligning:

* v² =u² + 2as

* Hvor:

* v =endelig hastighed (0 m/s siden bilen kommer til hvile)

* u =indledende hastighed (17,5 m/s)

* A =acceleration (deceleration, -5,93 m/s²)

* s =stopafstand (hvad vi vil finde)

* Omarrangering af ligningen for at løse for S:

* s =(v² - u²) / (2a)

* S =(0² - 17,5²) / (2 * -5,93) ≈ 25,9 meter

Derfor vil bilen køre cirka 25,9 meter, før de kommer til hvile.