Nárazová sila sa vypočíta tak, že sa zistí pomer zmeny hybnosti objektu (objektov) zapojených do kolízie k časovému úseku kolízie. Vzorec na výpočet nárazovej sily je:

F = Δp/Δt, kde Δp je zmena hybnosti a Δt je časový úsek.

Čo je to nárazová sila?

Nárazová sila je definovaná ako situácia, keď sa vykoná určitá práca na posunutie objektu o určitú vzdialenosť. Dá sa interpretovať ako sila vytvorená pri zrážke dvoch predmetov. Kolízia predmetov nastane, keď sa jeden predmet zrazí s druhým. Nárazová sila má obrovský vplyv na objekt v krátkom čase. Označuje sa symbolom F, kde jednotkou merania sú Newtony (N) a rozmerový vzorec je daný [M¹L¹T^-2]. Jeho vzorec sa rovná súčinu hmotnosti a rýchlosti telesa s dvojnásobným časom. Inými slovami, je to pomer kinetickej energie, ktorú má teleso k vzdialenosti, ktorú prejde.

Vzorec sily nárazu

F = mv/2t

kde,

F je sila nárazu,

m je hmotnosť tela,

niečo rýchle

v je rýchlosť telesa,

t je potrebný čas.

Dôkaz vzorca

Uvažujme o hmotnom objekte m ktorý sa pohybuje rýchlosťou v keď niektorí pracujú IN sa na ňom robí. Aplikovaná sila je F a posunie objekt do vzdialenosti d jednotky za t sekúnd.

Vieme, že vykonaná práca sa rovná súčinu vynaloženej sily a prejdenej vzdialenosti.

W = Fd ⇢ (1)

Taktiež vykonaná práca sa rovná kinetickej energii tela.

W = K.E. = 1/2 mv²⇢ (2)

Z (1) a (2) dostaneme,

Fd = 1/2 mv²

F = mv²/2d

Ak dáme d = vt, dostaneme,

F = mv²/2vt

F = mv/2t

Toto odvodzuje vzorec pre silu nárazu pôsobiacu na teleso.

Vzorové problémy

Pozrime sa na niekoľko problémov, aby sme zistili, ako používať tento vzorec.

Úloha 1: Vypočítajte nárazovú silu pôsobiacu na predmet s hmotnosťou 2 kg, rýchlosťou 4 m/s po dobu 2 sekúnd.

Riešenie:

Nárazová sila pôsobiaca na tento objekt s hmotnosťou 2 kg a pohybujúca sa rýchlosťou 4 m/s po dobu 2 sekúnd. teda

m = 2

v = 4

t = 2

Pomocou vzorca, ktorý dostaneme,

F = mv/2t

= 2 (4) / 2 (2)

= 8/4

= 2 N

Nárazová sila pôsobiaca na predmet je teda 2 Newtony.

Úloha 2: Vypočítajte nárazovú silu pôsobiacu na predmet s hmotnosťou 3 kg, rýchlosťou 8 m/s po dobu 3 sekúnd.

Riešenie:

Na výpočet sily nárazu sú uvedené hodnoty pre tento problém:

m = 3

v = 8

t = 3

Pomocou vzorca, ktorý dostaneme,

F = mv/2t

= 3 (8) / 2 (3)

= 24/6

= 4 N

Nárazová sila pôsobiaca na predmet je teda 4 Newtony.

Úloha 3: Vypočítajte hmotnosť telesa, ak sila nárazu pôsobiaca na predmet je 10 N a rýchlosť je 5 m/s po dobu 4 sekúnd.

Riešenie:

V tomto probléme musíme vypočítať hmotnosť objektu vzhľadom na silu nárazu, rýchlosť a čas. Uvedené hodnoty sú:

F = 10

v = 5

t = 4

Pomocou vzorca, ktorý dostaneme,

F = mv/2t

=> m = 2 Ft/obj

= 2 (10) (4) / 5

= 16 kg

Hmotnosť predmetu je teda 16 kg.

Úloha 4: Vypočítajte rýchlosť telesa, ak nárazová sila pôsobiaca na predmet je 14 N a hmotnosť je 2 kg na 2 sekundy.

Riešenie:

Tu musíme určiť rýchlosť objektu vzhľadom na silu nárazu, hmotnosť a čas. Máme,

F = 14

m = 2

čo je základná zostava ubuntu

t = 2

Pomocou vzorca, ktorý dostaneme,

F = mv/2t

=> v = 2 Ft/m

= 2 (14) (2) / 2

= 28 m/s

Preto je rýchlosť objektu 28 m/s.

Úloha 5: Vypočítajte čas, ktorý telo potrebuje, ak sila nárazu pôsobiaca na predmet je 30 N, hmotnosť je 4 kg a rýchlosť je 15 m/s.

Riešenie:

Ak chcete vypočítať čas, ktorý zaberie objekt vzhľadom na hodnoty nárazovej sily, hmotnosti a rýchlosti:

F = 30

m = 4

v = 15

Pomocou vzorca, ktorý dostaneme,

F = mv/2t

=> t = mv/2F

= 4 (15) / 2 (30)

= 60/60

= 1 s

Takže čas, ktorý objekt potrebuje, je 1 sekunda.

Úloha 6: Vypočítajte nárazovú silu pôsobiacu na predmet s kinetickou energiou 20 J, ak je prejdená vzdialenosť 2 m.

Riešenie:

Uvedené hodnoty sú:

Kinetická energia (E) = 20 J

Prejdená vzdialenosť (d) = 2 m

Vieme, že na určenie sily nárazu máme vzorec: F = E/d, kde F je sila nárazu, E je kinetická energia a d je prejdená vzdialenosť.

Preto pomocou vzorca, ktorý dostaneme,

F = E/d

= 20/2

= 10 N

To znamená, že nárazová sila pôsobiaca na objekt je 10 Newtonov.

Úloha 7: Vypočítajte kinetickú energiu telesa, ak nárazová sila pôsobiaca na predmet je 40 N a prejdená vzdialenosť je 4 m.

Riešenie:

Uvedené hodnoty na výpočet kinetickej energie telesa sú:

Nárazová sila (F) = 40

Prejdená vzdialenosť (d) = 4

Pomocou vzorca, ktorý dostaneme,

F = E/d

=> E = Fd

= 40 (4)

= 160 J

Preto je kinetická energia telesa 160 joulov.