Cómo calcular la fuerza necesaria para mover un coche

Utilice la segunda ley de Newton que establece que cuando dos o más objetos interactúan entre sí existe una fuerza que actúa sobre ellos. Hay dos tipos generales de fuerzas: fuerzas de contacto (fuerza aplicada, la fricción y otros) y en-a-distancia o fuerzas de campo (gravedad, eléctrico y magnético).

Centrarse en la fuerza aplicada al automóvil. Si el coche está en terreno plano y la fricción es insignificante (lo cual es cierto si se ha inflado los neumáticos y se está moviendo lentamente), entonces la fuerza requerida para acelerar el coche se da por la fuerza = masa por la aceleración o F = M x a. De acuerdo con esto, incluso una muy pequeña cantidad de fuerza es suficiente para mover un coche, aunque lentamente.

Uso de la "M" masa del automóvil en cuestión en kilogramos (1 kg = 2,2 libras) y la aceleración "a" deseada en metros por segundo al cuadrado, insertar los parámetros en segunda ecuación ley de Newton para conseguir la fuerza "F" requerida en metros kilogramo por segundo al cuadrado, lo que es equivalente a la unidad básica de la fuerza, el Newton.

Considere el componente perpendicular de la fuerza hacia abajo, además de la fuerza necesaria para acelerar.

Video: Dinámica. Cálculo de la fuerza necesaria de un motor para que un autobús cambie su velocidad.

Video: Potencia, Torque, Aceleración y Velocidad de los vehículos

Calcular la fuerza descendente causada por la gravedad multiplicando la masa del vehículo en kilogramos por la constante aceleración de la gravedad estándar, 9,8 metros por segundo al cuadrado.

Calcular la componente perpendicular de esta fuerza multiplicándolo por el coseno de 90 grados menos la inclinación, lo que también puede ser llamado theta, como se muestra en la imagen (abajo cos fuerza x (90-inclinación) = fuerza hacia abajo x cos (theta ) = componente perpendicular de la fuerza).

Por ejemplo: el Jeep naranja se muestra arriba pesa 3.200 libras (1.450 kg) y está sentado en una inclinación de 30 grados. La fuerza de la gravedad que actúa sobre el Jeep en la dirección que puede rodar (el componente perpendicular de la fuerza) es la fuerza hacia abajo (9,8 x 1.450 = 14.250 Newtons) veces el coseno de 90 menos la inclinación (cos (90-30) = 0.5), que es 14 250 x 0,5 = 7,125 Newtons.

Esto significa, de acuerdo con la segunda ley de Newton, que si el Jeep era libre para rodar aceleraría por la pendiente a 7.125 Newtons dividido por 1.450 Kg que es igual a 5 metros por segundo al cuadrado. Después de un segundo de rodadura, el Jeep se movería 5 metros por segundo o 11 millas por hora.