영향을받는 동안 움직이는 물체의 에너지는 작업으로 변환되고 힘은 중요한 역할을합니다. 충격의 힘에 대한 방정식을 만들려면 에너지와 작업에 대한 방정식을 서로 동일하게 설정하고 힘을 위해 해결할 수 있습니다. 거기에서 충격의 힘을 계산하는 것은 비교적 쉽습니다.
tl; dr (너무 길다; 읽지 않았다)
충격의 힘을 계산하려면 운동 에너지를 거리로 나눕니다.
충격 및 에너지
에너지는 일을하는 능력으로 정의됩니다. 충격 중에 물체의 에너지가 작업으로 변환됩니다. 움직이는 물체의 에너지는 운동 에너지라고하며, 물체의 질량의 절반은 속도의 제곱 시간입니다.
ke =\ frac {1] {2} mv^2떨어지는 물체의 영향력에 대해 생각할 때, 당신은 그것이 떨어진 높이를 알고 있다면 그 영향 지점에서 물체의 에너지를 계산할 수 있습니다. 이 유형의 에너지는 중력 전위 에너지로 알려져 있으며 물체의 질량에 낙하 된 높이와 중력으로 인한 가속도를 곱한 것과 같습니다.
PE =MGH 충격 및 작업
작업은 객체를 특정 거리로 이동시키기 위해 힘이 적용될 때 발생합니다. 따라서 작업은 힘과 거리를 곱한 것과 같습니다.
w =fd힘은 작업의 구성 요소이며 영향은 에너지를 작업으로 전환하는 것이기 때문에 에너지 방정식을 사용하여 영향력을 발휘하기 위해 노력할 수 있습니다. 충격으로 작업을 수행 할 때 이동하는 거리를 정지 거리라고합니다. 충격이 발생한 후 움직이는 물체가 이동하는 거리입니다.
떨어지는 물체의 충격
1 킬로그램의 질량이 2 미터 높이에서 떨어지고 플라스틱 장난감의 깊이 2 센티미터를 삽입 한 바위의 충격 힘을 알고 싶다고 가정 해 봅시다. 첫 번째 단계는 중력 전위 에너지와 서로 동등한 일을하고 힘을 위해 일하는 방정식을 설정하는 것입니다.
w =pe =fd =mgh \는 f =\ frac {mgh} {d}를 암시합니다.두 번째이자 마지막 단계는 문제의 값을 힘의 방정식에 꽂는 것입니다. 모든 거리에 센티미터가 아닌 미터를 사용해야합니다. 2 센티미터의 정지 거리는 2 백분의 미터로 표현되어야합니다. 또한 지구의 중력으로 인한 가속도는 항상 초당 9.8 미터입니다. 바위로부터의 충격의 힘은 다음과 같습니다.
f =\ frac {(1) (9.8) (2)} {0.02} =980 \ text {n} 수평 이동 물체
의 충격
이제 안전 테스트 중에 벽에 충돌하는 초당 20 미터로 이동하는 2,200 킬로그램 자동차의 충격력을 알고 싶다고 가정 해 봅시다. 이 예제의 정지 거리는 차량의 크럼프 영역 또는 자동차가 충격을 줄이는 거리입니다. 차가 충격 이전보다 3/4 미터 짧은 3/4이 될 정도로 충분히 낭비된다고 가정 해 봅시다. 다시, 첫 번째 단계는 이번에는 에너지 방정식 (이번에는 운동 에너지)을 설정하고 서로 동등하게 작동하고 힘을 위해 해결하는 것입니다.
w =ke =fd =\ frac {1} {2} mv^2 \는 f =\ frac {1/2 mv^2} {d}를 의미합니다.마지막 단계는 문제의 값을 힘의 방정식에 꽂는 것입니다.
f =\ frac {1/2 (2,200) (20)^2} {0.75} =586,667 \ text {n}
