Як використовувати ньютони для обчислення метрів на секунду

Зміст

• Крок 1: Вирішіть для прискорення
• Крок 2: Розв’яжіть швидкість
• Крок 3 (необов’язково): перетворити на милі за годину

Ньютони - це стандартна одиниця сили у фізиці. Другий закон Ньютона зазначає, що сила, необхідна для прискорення маси в заданій мірі, задається добутком цих двох величин:

F = ma

Маса має одиниці кілограмів (кг), тоді як прискорення має одиниці метрів в секунду, або м / с².

У деяких фізичних проблемах вам може бути надана величина сили, маса предмета, на який ця сила діє, та час, який минув з моменту початку дії на предмет, який, як вважається, є в спокої спочатку. Щоб вирішити таку задачу, вам потрібно мати доступ до основних рівнянь руху в математичній фізиці, зокрема, до такого:

v = v₀ + при

де v - швидкість в момент t.

Наприклад, припустимо, що сила 100 Н діє на 5-кг кг іграшкового автомобіля протягом 3 секунд. З якою швидкістю автомобіль рухається в цій точці, припускаючи, що немає тертя?

Крок 1: Вирішіть для прискорення

Оскільки вам відомо, що F = ma, F = 100 N і m = 5 кг,

100 = 5 (а)

a = 20 м / с²

Крок 2: Розв’яжіть швидкість

Замініть щойно обчислене прискорення у наведене вище кінематичне рівняння з початковою швидкістю v₀ дорівнює нулю:

v = v₀ + при

v = 0 + (20 м / с²) (3 с)

v = 60 м / с

Крок 3 (необов’язково): перетворити на милі за годину

Вам може бути цікаво перетворювати метри в секунду в милі в годину, оскільки останні є більш повсякденною та інтуїтивно зрозумілою одиницею у Сполучених Штатах. Оскільки 1 миля = 1,609,34 м і 1 година = 3600 с, перетворення м / с у милі / год вимагає помноження на 3600 / 1,609,34, що дорівнює 2,237.

Таким чином, для цієї проблеми у вас є 60 м / с × 2,237 = 134,2 милі / год.