힘, 시간 및 운동량
* 힘 : 객체의 움직임을 바꿀 수있는 푸시 또는 당기기.
* 시간 : 물체에 작용하는 힘의 지속 시간.
* 모멘텀 : 물체의 질량과 속도의 척도.
이들 사이의 관계는 임펄스-모멘텀 정리에 의해 설명됩니다.
임펄스 =운동량의 변화 =힘 x 시간
문제
힘을 계산하려면 트럭이 멈추는 데 걸리는 시간을 알아야합니다. 몇 가지 시나리오는 다음과 같습니다.
* 순간 정지 : 트럭이 벽에 부딪쳐 즉시 멈추면 (실제로 불가능한) 힘이 엄청나게 높아서 잠재적으로 치명적인 손상을 일으킬 수 있습니다.
* 점진적 정지 : 트럭이 벽에 충돌하여 정지하기 위해 한정된 시간이 걸리면 힘이 더 낮습니다.
힘을 계산하는 방법 (시간이있는 경우) :
1. 변환 단위 :
* 2 톤 =4000 파운드 (미국 톤을 가정)
* 10mph =초당 14.67 피트
2. 초기 운동량 계산 :
* 운동량 =질량 X 속도
* 운동량 =4000 파운드 * 14.67 ft/s
3. 충격 시간을 계산합니다 : 이것이 필요한 주요 정보입니다.
4. 힘을 계산합니다 :
* 힘 =(운동량 변화) / 시간
* 최종 운동량은 0이므로 (트럭 정지) 운동량의 변화는 초기 운동량과 같습니다.
중요한 참고 : 트럭의 벽에 의해 가해지는 힘은 규모가 같지만 벽에있는 트럭에 의해 가해지는 힘과 방향이 반대입니다 (Newton의 제 3 법칙).
예 :
트럭이 정지하는 데 0.1 초가 걸리다고 가정 해 봅시다.
1. 초기 운동량 =4000 파운드 * 14.67 ft/s =58,680 파운드 피트/초
2. 시간 =0.1 초
3. 힘 =58,680 파운드 피트 / 초 / 0.1 초 =586,800 파운드의 힘
안전 주 : 매우 짧은 정지 시간이라도 벽에 의해 가해지는 힘은 매우 높을 것입니다. 이것이 충돌을 피하고 교통법을 준수하는 것이 중요합니다.
