Πώς θα βρείτε την επιτάχυνση ενός αυτοκινήτου που κατεβαίνει κάτω από την ράμπα.

Εδώ είναι πώς να βρείτε την επιτάχυνση ενός αυτοκινήτου που κατεβαίνει κάτω από μια ράμπα, λαμβάνοντας υπόψη τους παράγοντες που εμπλέκονται:

1. Κατανόηση των δυνάμεων

* βαρύτητα: Η κύρια δύναμη που δρουν στο αυτοκίνητο είναι η βαρύτητα. Το συστατικό της βαρύτητας που ενεργεί παράλληλα με την ράμπα (προς τα κάτω) είναι αυτό που προκαλεί την επιτάχυνση του αυτοκινήτου.

* τριβή: Η τριβή αντιτίθεται στην κίνηση του αυτοκινήτου. Αυτό περιλαμβάνει τριβή μεταξύ των ελαστικών και της επιφάνειας της ράμπας και της αντίστασης στον αέρα.

2. Οι εξισώσεις

* Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα: Η θεμελιώδης αρχή είναι F =MA (δύναμη =μάζα x επιτάχυνση). Θα το χρησιμοποιήσουμε για να συσχετίσουμε τις δυνάμεις με την επιτάχυνση του αυτοκινήτου.

* Συστατικό της βαρύτητας: Το συστατικό της βαρύτητας που ενεργεί παράλληλα με την ράμπα υπολογίζεται ως:g * sin (theta), πού:

* G =επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (περίπου 9,8 m/s²)

* theta =η γωνία της ράμπας (μετρούμενη από την οριζόντια)

3. Υπολογισμός επιτάχυνσης

* Ιδανική θήκη (χωρίς τριβή):

* Αν αγνοήσουμε την τριβή, η καθαρή δύναμη που ενεργεί στο αυτοκίνητο είναι μόνο το συστατικό της βαρύτητας παράλληλα με την ράμπα.

* F_net =g * sin (theta)

* Επομένως, a =f_net / m =(g * sin (theta)) / m

* με τριβή:

* Έστω «F» να αντιπροσωπεύουν τη δύναμη της τριβής.

* F_net =(g * sin (theta)) - f

* a =(g * sin (theta) - f) / m

* Για να βρείτε «F», θα χρειαστείτε πληροφορίες σχετικά με τον συντελεστή τριβής μεταξύ των ελαστικών και της επιφάνειας της ράμπας.

4. Παράδειγμα

Ας πούμε:

* Η γωνία ράμπας (Theta) είναι 15 μοίρες.

* Η μάζα του αυτοκινήτου (M) είναι 1000 kg.

* Θα υποθέσουμε ότι η τριβή είναι αμελητέα για απλότητα.

* A =(9,8 m / s² * sin (15 °)) / 1000 kg

* A ≈ 0,25 m/s2

Σημαντικές σημειώσεις:

* Η τριβή είναι σημαντική: Στην πραγματικότητα, η τριβή διαδραματίζει σημαντικό ρόλο. Όσο πιο απότομη είναι η ράμπα, τόσο μεγαλύτερη είναι η τριβή.

* Αντίσταση αέρα: Σε υψηλότερες ταχύτητες, η αντίσταση στον αέρα γίνεται πιο σημαντική και θα μειώσει την επιτάχυνση του αυτοκινήτου.

* Τριβή τριβής: Ακόμη και με τέλεια ομαλά ελαστικά, υπάρχει ακόμα κάποια τριβή. Αυτό είναι συνήθως πολύ μικρότερο από άλλες πηγές τριβής.

Για να λάβετε μια ακριβή τιμή επιτάχυνσης, θα πρέπει να υπολογίσετε όλους αυτούς τους παράγοντες.