Come calcolare la forza per una traiettoria verticale

Come calcolare la forza per una traiettoria verticale

Una delle prime cose che uno studente impara in classe di fisica è quella forza uguale a massa l'accelerazione. Questo è logico e intuitivo. Ci vogliono due volte tanto vigore per conferire la stessa accelerazione ad un peso di 10kg, come avviene per un peso di 5kg. Utilizzando la stessa quantità di forza accelererà i 10kg di peso la metà tanto. Si supponga di che voler applicare una forza sufficiente a un oggetto per poter percorrere una certa distanza verticale. Alcuni calcoli vi dirà la risposta.

Istruzioni

• Determinare quanto verticalmente si desidera il vostro proiettile per viaggiare. Calcolare quanto tempo l'oggetto vorrebbe coprire questa distanza sotto accelerazione gravitazionale della terra, che sia 9.8 m/s ^ 2. L'equazione per un oggetto in fase di accelerazione costante è: x = V0 t + ½ a ^ 2 in cui x = distanza, V0 = velocità iniziale, un = accelerazione e t = tempo. Si supponga che il tuo oggetto per viaggiare 30 metri in verticale. Velocità iniziale è zero. Quindi, risolvendo per t, otteniamo questo: t = √ (x / ½ un). Che funziona a 2,47 secondi.

• Calcolare la velocità che dell'oggetto sarebbe in viaggio accelerando per la quantità di tempo calcolato al punto uno. V = V0 + a. Se t è di 2,47 secondi e accelerazione di 9,8 m/s ^ 2, che funziona a 24,206 metri al secondo. Questo è quanto velocemente un oggetto sarebbe viaggiare se è caduto da un'altezza di 30 metri. È anche quanto velocemente che qualcosa avrebbe bisogno di essere in movimento per viaggiare 30 metri fino in aria.

• Calcolare quanta forza si avrebbe bisogno di conferire all'oggetto per accelerare questo processo a questa velocità. Si potrà applicare questa forza per un determinato periodo di tempo. Supponiamo che il vostro oggetto è un chilogrammo e si desidera applicare la forza di accelerazione per un secondo. Si avrebbe bisogno di applicare una forza sufficiente per accelerare l'oggetto 24.206 m/s ^ 2. Dal momento che l'oggetto ha una massa di un chilogrammo e forza = massa volte accelerazione, la forza sarebbe 24,206 chilogrammo m/sec ^ 2. Un chilogrammo metro / secondo ^ 2 è un'unità di forza denominata un Newton. Così la forza necessaria per inviare un oggetto di un chilogrammo 30 metri fino è 24,206 Newton, applicato per un secondo.