Περιεχόμενο
- Βήμα 1: Επίλυση για την επιτάχυνση
- Βήμα 2: Επίλυση για την ταχύτητα
- Βήμα 3 (Προαιρετικό): Μετατροπή σε Μίλια ανά ώρα
Τα Newton είναι η τυποποιημένη μονάδα για τη δύναμη στη φυσική. Ο δεύτερος νόμος Newton δηλώνει ότι η δύναμη που απαιτείται για να επιταχυνθεί μια μάζα σε ένα δεδομένο βαθμό δίνεται από το προϊόν αυτών των δύο ποσοτήτων:
F = ma
Η μάζα έχει μονάδες κιλών (kg) ενώ η επιτάχυνση έχει μονάδες μετρητών ανά δευτερόλεπτο τετραγωνικό ή m / s2.
Σε ορισμένα προβλήματα φυσικής, μπορεί να σας δοθεί το μέγεθος μιας δύναμης, η μάζα ενός αντικειμένου επί του οποίου ενεργεί αυτή η δύναμη και ο χρόνος σε δευτερόλεπτα που έχει περάσει από τη στιγμή που η δύναμη άρχισε να ενεργεί πάνω στο αντικείμενο, το οποίο θεωρείται ότι είναι σε κατάσταση ηρεμίας αρχικά. Για την επίλυση ενός τέτοιου προβλήματος, πρέπει να έχετε πρόσβαση στις βασικές εξισώσεις της κίνησης στη μαθηματική φυσική, συγκεκριμένα εκείνη που δηλώνει:
v = v0 + στο
όπου v είναι η ταχύτητα στο χρόνο t.
Για παράδειγμα, υποθέστε ότι μια δύναμη των 100 Ν έχει ενεργήσει σε ένα αυτοκίνητο παιχνιδιών των 5 κιλών για 3 δευτερόλεπτα. Πόσο γρήγορα κινείται το αυτοκίνητο σε αυτό το σημείο, υποθέτοντας ότι δεν υπάρχει τριβή;
Βήμα 1: Επίλυση για την επιτάχυνση
Εφόσον γνωρίζετε ότι F = ma, F = 100 N και m = 5 kg,
100 = 5 (α)
α = 20 m / s2
Βήμα 2: Επίλυση για την ταχύτητα
Αντικαταστήστε την επιτάχυνση που μόλις υπολογίσατε στην κινηματική εξίσωση που δίνεται παραπάνω, με την αρχική ταχύτητα v0 ίσο με το μηδέν:
v = v0 + στο
v = 0 + (20 m / s2) (3 δευτερόλεπτα)
v = 60 m / s
Βήμα 3 (Προαιρετικό): Μετατροπή σε Μίλια ανά ώρα
Μπορεί να σας φανεί ενδιαφέρον να μετατρέψετε μετρητές ανά δευτερόλεπτο σε μίλια ανά ώρα, καθώς το τελευταίο είναι μια πιο καθημερινή και διαισθητική μονάδα στις Ηνωμένες Πολιτείες. Δεδομένου ότι το 1 μίλι = 1,609,34 m και 1 ώρα = 3,600 s, η μετατροπή m / s σε μίλια / ώρα απαιτεί πολλαπλασιασμό κατά 3600 / 1,609,34, που ισούται με 2,237.
Έτσι, για αυτό το πρόβλημα, έχετε 60 m / s × 2.237 = 134.2 μίλια / ώρα.