1. 힘을 이해하기
* 중력 : 차에서 작용하는 주요 힘은 중력입니다. 경사로와 평행하게 작용하는 중력의 구성 요소 (아래쪽)는 자동차가 가속화하는 원인입니다.
* 마찰 : 마찰은 자동차의 움직임에 반대합니다. 여기에는 타이어와 램프 표면 사이의 마찰과 공기 저항이 포함됩니다.
2. 방정식
* 뉴턴의 제 2 법칙 : 기본 원칙은 f =ma (힘 =질량 x 가속도)입니다. 우리는 이것을 사용하여 힘을 자동차의 가속과 관련시킬 것입니다.
* 중력의 구성 요소 : 경사로와 평행하게 작용하는 중력의 구성 요소는 다음과 같이 계산됩니다. G * sin (theta), 여기서 :
* g =중력으로 인한 가속도 (약 9.8 m/s²)
* theta =경사각의 각도 (수평에서 측정)
3. 가속 계산
* 이상적인 경우 (마찰 없음) :
* 마찰을 무시하면 자동차에 작용하는 순 힘은 경사로와 평행 한 중력의 구성 요소 일뿐입니다.
* f_net =g * sin (theta)
* 따라서 a =f_net / m =(g * sin (theta)) / m
* 마찰과 함께 :
* 'f'가 마찰력을 나타내도록하자.
* f_net =(g * sin (theta)) -f
* a =(g * sin (theta) -f) / m
* 'F'를 찾으려면 타이어와 램프 표면 사이의 마찰 계수에 대한 정보가 필요합니다.
4. 예
말하자 :
* 경사각 (Theta)은 15도입니다.
* 자동차 질량 (M)은 1000kg입니다.
* 마찰은 단순성에 무시할 수 있다고 가정합니다.
* a =(9.8 m / s² * sin (15 °)) / 1000 kg
* A ≈ 0.25 m/s²
중요한 메모 :
* 마찰은 중요합니다 : 실제로 마찰은 중요한 역할을합니다. 램프가 가파르게 될수록 마찰이 커집니다.
* 공기 저항 : 빠른 속도로 공기 저항이 더욱 중요 해지고 자동차의 가속도를 줄입니다.
* 롤링 마찰 : 완벽하게 부드러운 타이어를 사용하더라도 여전히 롤링 마찰이 있습니다. 이것은 일반적으로 다른 마찰 소스보다 훨씬 작습니다.
정확한 가속도 값을 얻으려면 이러한 모든 요소를 설명해야합니다.
