Як розрахувати силу удару Знаючи швидкість

0 Comments

Як розрахувати силу удару

Багатьох спортсменів-початківців цікавить питання: як визначити силу удару боксера, наприклад, по груші? Сила удару, як і будь-яка інша сила підкоряється фізичним законам і залежить від декількох величин.

Інструкція

1. Щоб визначити силу удару кулаком або іншим будь-яким предметом, потрібно знати наступні значення: масу предмета, що вдаряє, час контакту, швидкість руху предмета, що вдаряє. Чим більше та швидкість, з якою кулак або інший предмет рухався до зіткнення, чим більше його маса і чим коротший час контакту його з тією перешкодою, на який він наштовхнувся і, тим більше буде те середнє значення сили, з якою предмет завдасть удару.

2. За другим законом Ньютона, формула визначення сили удару буде виглядати наступним чином: F = m (v1 – v2 )/( t1 – t2), де m – це маса предмета, v1 і v2 – це швидкість в момент початку удару і після нього, а t1 і t2 – це час, який було витрачено на контакт. З формули видно, що чим більше часу займає удар, тим він слабший. Саме тому боксери на тренуваннях і змаганнях одягають м ‘які рукавички. Вони продовжують час контакту з противником і тим самим пом ‘якшують удар. Так само видно, що на силу удару сильно впливає швидкість. Чим кулак, тим сильнішим буде удар. Тому на тренуваннях спортсмени не тільки нарощують м ‘язову масу, а й вчаться швидко рухатися.швидшелетить

3. Якщо мова йде про вертикальний удар, тобто про силу удару при падінні предмета з будь-якої висоти (згадаймо Ньютона і яблуко), то для визначення сили потрібно знати висоту, яку пролетіло тіло, прискорення вільного падіння (воно дорівнює приблизно 10 м/с2) і його масу. Тобто яблуко масою приблизно 200 грамів, що пролетіло три метри і набрало швидкість близько 8м/с, зіткнеться з землею протягом 4 мілісекунд. При цьому сила удару складе приблизно 500 Н. Це досить велика величина, але враховуючи, що контакт був дуже коротким, шкоди така сила завдати не може.

4. Оскільки для будь-якого удару вірно – чим більше час, тим менше сила удару – при поїздках в автомобілі користуйтеся ременями і подушками безпеки. Вони затягують час удару, а значить, пом ‘якшують його силу. Саме тому в разі аварії вони можуть врятувати вам життя.

Як обчислити силу удару

Під час удару енергія рухомого предмета перетворюється на роботу, а сила відіграє важливу роль. Щоб створити рівняння для сили будь-якого удару, ви можете встановити рівняння енергії та працювати рівними один одному та вирішити за силою. Звідти обчислити силу удару порівняно легко.

TL; DR (занадто довго; не читав)

Для обчислення сили удару поділіть кінетичну енергію на відстань. F = (0, 5 * m * v ^ 2) ÷ d

Вплив та енергія

Енергія визначається як здатність до роботи. Під час удару енергія об’єкта перетворюється на роботу. Енергія рухомого об’єкта називається кінетичною енергією і дорівнює половині маси об’єкта, кратному квадрату його швидкості: KE = 0, 5 × m × v ^ 2. Розмірковуючи про силу удару падаючого предмета, ви можете обчислити енергію предмета в його точці удару, якщо знаєте висоту, з якої він був скинутий. Цей тип енергії відомий як гравітаційна потенціальна енергія, і вона дорівнює масі об’єкта, помноженій на висоту, з якої він скинувся, і прискорення за рахунок сили тяжіння: PE = m × g × h.

Вплив і робота

Робота відбувається, коли застосовується сила для переміщення предмета на певну відстань. Тому робота дорівнює силі, помноженій на відстань: W = F × d. Оскільки сила – це складова роботи, а вплив – це перетворення енергії в роботу, ви можете використовувати рівняння енергії та праці для вирішення сили удару. Пройдена відстань, коли робота виконується ударом, називається відстань зупинки. Це відстань, яку проїхав об’єкт, що рухається, після удару.

Вплив об’єкта, що падає

Припустимо, ви хочете знати силу удару об скелю масою в один кілограм, яка падає з висоти двох метрів і вбудовується в сантиметр глибиною двох сантиметрів всередині пластикової іграшки. Перший крок – встановити рівняння для гравітаційної потенціальної енергії і працювати рівними один одному і вирішити за силою. W = PE – F × d = m × g × h, тому F = (m × g × h) ÷ d. Другий і останній крок – підключити значення задачі до рівняння сили. Не забудьте використовувати метри, а не сантиметри для всіх відстаней. Відстань зупинки в два сантиметри повинно бути виражене як дві соті метра. Також прискорення, зумовлене гравітацією на Землі, завжди становить 9, 8 метра в секунду. Сила удару від скелі складе: (1 кг × 9, 8 м / с ^ 2 × 2 м) ÷ 0, 02 м = 980 ньютонів.

Вплив від горизонтально рухомого об’єкта

Тепер припустимо, що ви хочете знати силу удару 2200-кілограмового автомобіля, який рухається зі швидкістю 20 метрів в секунду, який врізається в стіну під час випробування безпеки. Відстань зупинки в цьому прикладі – це зона зім’ятості автомобіля, або відстань, на яку автомобіль скорочується від удару. Припустимо, автомобіль накручений досить, щоб він був на три чверті метра коротший, ніж був до удару. Знову ж таки, перший крок – встановити рівняння енергії – цього разу кінетичну енергію – і працювати рівними між собою і вирішувати за силою. W = KE – F × d = 0, 5 × m × v ^ 2, тому F = (0, 5 × m × v ^ 2) ÷ d. Останній крок – підключити значення задачі до рівняння сили: (0, 5 × 2200 кілограмів × (20 метрів на секунду) ^ 2) ÷ 0, 75 метра = 586 667 ньютонів.

Як обчислити кут удару

Кут удару – це концепція механіки, яка визначає гострий кут, утворений площиною, дотичною до поверхні землі та дотичною до траєкторії. Ці два визначаються з точки зору точки удару снаряда. Іншими словами, кут удару представляє кут, утворений горизонтальною віссю на .

Як розрахувати швидкість удару

Враховуючи деяку комбінацію прискорення, часу, пройденої відстані та початкової швидкості, обчисліть кінцеву швидкість (швидкість удару) рухомого об’єкта.

Як визначити швидкість весняного удару

Подумайте про ударну пружинну масу як про різницю, яку відчує ваша стопа, якщо цегла на ваших пальцях ніг, а не кинути цеглу на пальці ніг. Одне – це динамічна енергія, а інше – статична енергія або мертве навантаження. Коли навантаження динамічне, воно справляє набагато більшу силу, ніж тоді, коли воно знаходиться в спокої. E = mc ^ 2 – це те, як ми всі .

Як розрахувати швидкість удару

У світі фізики швидкість (v), положення (x), прискорення (a) та час (t) – це чотири ключові інгредієнти при вирішенні рівнянь руху. Можливо, ви отримаєте прискорення, початкову швидкість (v 0) і минулий час частинки, і вам доведеться вирішити кінцеву швидкість (v f). Можливі різноманітні інші перестановки, застосовні до незліченних сценаріїв реального світу. Ці поняття фігурують у чотирьох істотних рівняннях:

1. x = v 0 t + (1/2) у 2

Ці рівняння корисні для обчислення швидкості (еквівалентної швидкості для нинішніх цілей) частинки, що рухається з постійним прискоренням в момент, коли вона вражає незворушний предмет, наприклад землю або тверду стінку. Іншими словами, ви можете використовувати їх для обчислення швидкості удару або з точки зору вищезазначених змінних, v f.

Крок 1: Оцініть свої змінні

Якщо ваша проблема стосується об’єкта, що падає з спокою під дією сили тяжіння, то v 0 = 0 і a = 9, 8 м / с 2, і вам потрібно знати лише час t або відстань, що випала x, щоб продовжити (див. Крок 2). Якщо, з іншого боку, ви можете отримати значення прискорення a для автомобіля, який подорожує горизонтально через задану відстань x або за певний час t, вимагаючи вирішити проміжну задачу до визначення v f (див. Крок 3).

Крок 2: Об’єкт, що падає

Якщо ви знаєте, що предмет, скинутий з даху, падає протягом 3, 7 секунди, наскільки швидко він йде?

З рівняння 3 вище ви знаєте, що v f = 0 + (9, 8) (3, 7) = 36, 26 м / с.

Якщо вам не надано часу, але ви знаєте, що об’єкт впав на 80 метрів (приблизно на 260 футів або 25 поверхів), ви б замість цього використали рівняння 2:

v f 2 = 0 + 2 (9, 8) (80) = 1, 568

v f = √ 1, 568 = 39, 6 м / с

Крок 3: Швидкісний автомобіль

Скажіть, ви знаєте, що автомобіль, який стартував із простою, розганявся на 5, 0 м / с на 400 метрів (приблизно чверть милі) перед тим, як проїхати велику аркуш паперу, встановлену для святкового показу. З рівняння 1 вище,

400 = 0 + (1/2) (5) t 2

t = 12, 65 секунди

Звідси ви можете використовувати рівняння 3, щоб знайти v f:

Порада

Завжди завжди використовуйте рівняння, для якого існує лише одне невідоме, а це не обов’язково таке, що містить змінну, що становить остаточний інтерес.

Як обчислити кут удару

Кут удару – це концепція механіки, яка визначає гострий кут, утворений площиною, дотичною до поверхні землі та дотичною до траєкторії. Ці два визначаються з точки зору точки удару снаряда. Іншими словами, кут удару представляє кут, утворений горизонтальною віссю на .

Як обчислити силу удару

Щоб знайти силу удару, потрібно знати кінетичну енергію (маса х 1/2 х квадрата швидкості) та відстань, на яку відбувся удар.

Як визначити швидкість весняного удару

Подумайте про ударну пружинну масу як про різницю, яку відчує ваша стопа, якщо цегла на ваших пальцях ніг, а не кинути цеглу на пальці ніг. Одне – це динамічна енергія, а інше – статична енергія або мертве навантаження. Коли навантаження динамічне, воно справляє набагато більшу силу, ніж тоді, коли воно знаходиться в спокої. E = mc ^ 2 – це те, як ми всі .