Contenu
- Utilisez la deuxième loi de Newton
- Étape 1
- Étape 2
- Étape 3
- Si la voiture est sur une pente
- Étape 1
- Étape 2
- Étape 3
Connaître la force nécessaire pour déplacer une voiture est essentiel dans la conception de l'automobile ou de tout autre dispositif de transport - des wagons de train aux navettes spatiales. Heureusement, il existe des lois physiques simples qui régissent ce type de mouvement et sont universellement applicables. Cet article explique la deuxième loi de Newton, en ce qui concerne l'accélération d'une voiture.
Utilisez la deuxième loi de Newton
Étape 1
Utilisez la deuxième loi de Newton qui dit que chaque fois que deux objets ou plus interagissent les uns avec les autres, une force agit sur eux. Il existe deux types généraux de forces: les forces de contact (force appliquée, frottement et autres) et les forces de distance ou de champ (gravitationnelles, électriques et magnétiques).
Étape 2
Concentrez-vous sur la force appliquée à la voiture. Si c'est sur un terrain plat et que le frottement est négligeable (ce qui est vrai si vous avez des pneus gonflés et que vous vous déplacez lentement), la force nécessaire pour accélérer cette voiture sera donnée par la force = masse x accélération ou F = M x a . Selon cette équation, même une très petite quantité de force suffira pour déplacer une voiture, quoique lentement.
Étape 3
En utilisant la masse "M" de la voiture en kilogrammes et l'accélération "a" souhaitée en m / s², entrez les paramètres dans la deuxième équation de la loi de Newton pour obtenir la force "F" requise en m / s², qui équivaut à l'unité force de base, Newton.
Si la voiture est sur une pente
Étape 1
Considérez la composante perpendiculaire de la force descendante en plus de la force nécessaire pour accélérer.
Étape 2
Calculez la force descendante causée par la gravité en multipliant la masse de la voiture en kilogrammes par l'accélération constante de la gravité standard, 9,8 m / s².
Étape 3
Calculez la composante de cette force perpendiculaire en la multipliant par le cosinus de 90 degrés moins la pente, qui peut également être appelée un thêta, comme le montre la figure (force de pente x cos (90-pente) = force de pente x cos (thêta ) = composante perpendiculaire de la force).
Par exemple: la jeep orange illustrée ci-dessus pèse 1 450 kg et est stationnaire sur une pente de 30 degrés. La force de gravité agissant sur la jeep dans la direction dans laquelle elle peut rouler (la composante perpendiculaire de la force) est la force d'inclinaison (9,8 x 1450 = 14250 Newtons m / s²) multipliée par le cosinus de 90 moins la pente (cos (90-30) = 0,5), soit 14 250 x 0,5 = 7 125 newtons-mètres par seconde au carré.
Cela signifie que, selon la deuxième loi de Newton, si la Jeep était libre de rouler, elle accélérerait la descente à 7 125 Newtons m / s² divisé par 1 450 kg, ce qui équivaut à cinq mètres par seconde au carré. Après une seconde de roulis, la jeep se déplaçait à cinq mètres par seconde au carré.