Ποια είναι η δύναμη που απαιτείται για να σταματήσει ένα κινούμενο αντικείμενο;
1. Μάζα του αντικειμένου (m): Όσο βαρύτερο είναι το αντικείμενο, τόσο περισσότερη δύναμη είναι απαραίτητη για να το σταματήσετε.
2. Ταχύτητα του αντικειμένου (v): Όσο πιο γρήγορα κινείται το αντικείμενο, τόσο περισσότερη δύναμη είναι απαραίτητη για να το σταματήσετε.
3. Χρόνος που απαιτείται για να σταματήσει (t): Όσο μικρότερος είναι ο χρόνος που πρέπει να σταματήσετε το αντικείμενο, τόσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη που απαιτείται.
Φόρμουλα:
Η δύναμη που απαιτείται για να σταματήσει ένα κινούμενο αντικείμενο μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας το δεύτερο νόμο κίνησης του Newton:
* δύναμη (f) =μάζα (m) x επιτάχυνση (a)
Δεδομένου ότι προσπαθούμε να σταματήσουμε το αντικείμενο, η επιτάχυνση θα είναι αρνητική (επιβράδυνση). Για να βρούμε την επιβράδυνση, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ακόλουθη εξίσωση:
* επιτάχυνση (a) =(τελική ταχύτητα (VF) - αρχική ταχύτητα (vi)) / ώρα (t)
Δεδομένου ότι η τελική ταχύτητα (VF) είναι 0 (το αντικείμενο έχει σταματήσει), ο τύπος γίνεται:
* επιτάχυνση (a) =- αρχική ταχύτητα (vi) / ώρα (t)
Βάζοντας όλα μαζί:
* δύναμη (f) =μάζα (m) x (- αρχική ταχύτητα (vi) / ώρα (t))
Παράδειγμα:
Ας πούμε ότι ένα αυτοκίνητο με μάζα 1000 κιλά κινείται στα 20 m/s και πρέπει να το σταματήσετε σε 5 δευτερόλεπτα.
* Δύναμη (F) =1000 kg x (- 20 m / s / 5 s)
* Δύναμη (f) =-4000 n
Αυτό σημαίνει ότι χρειάζεστε μια δύναμη 4000 Newton για να σταματήσετε το αυτοκίνητο. Το αρνητικό σημάδι δείχνει ότι η δύναμη ενεργεί προς την αντίθετη κατεύθυνση της κίνησης του αυτοκινήτου.
Βασικά σημεία:
* Η δύναμη που απαιτείται για να σταματήσει ένα αντικείμενο είναι άμεσα ανάλογη με τη μάζα και την ταχύτητά του.
* Η δύναμη είναι αντιστρόφως ανάλογη προς τον χρόνο διακοπής.
* Η δύναμη που απαιτείται για να σταματήσει ένα αντικείμενο επηρεάζεται επίσης από την τριβή και άλλες εξωτερικές δυνάμεις που ενεργούν στο αντικείμενο.
