Trieciena spēku aprēķina, atrodot sadursmē iesaistītā objekta(-u) impulsa izmaiņu attiecību pret sadursmes laika periodu. Trieciena spēka aprēķināšanas formula ir šāda:
F = Δp/Δt, kur Δp ir impulsa izmaiņas un Δt ir laika periods.
Kas ir triecienspēks?
Trieciena spēks tiek definēts kā situācija, kad tiek veikts kāds darbs, lai pārvietotu objektu noteiktā attālumā. To var interpretēt kā spēku, kas rodas, saduroties diviem priekšmetiem. Objekta sadursme notiek, kad viens objekts saduras ar citu. Trieciena spēkam ir milzīga ietekme uz objektu īsā laika periodā. To apzīmē ar simbolu F, kur mērvienība ir ņūtoni (N) un izmēru formulu norāda ar [M1L1T-2]. Tās formula ir vienāda ar ķermeņa masas un ātruma reizinājumu ar divkāršo nepieciešamo laiku. Citiem vārdiem sakot, tā ir ķermeņa kinētiskās enerģijas attiecība pret tā nobraukto attālumu.
Trieciena spēka formula
F = mv/2t
kur,
F ir trieciena spēks,
m ir ķermeņa masa,
v ir ķermeņa ātrums,
t ir patērētais laiks.
Formulas pierādījums
Apsveriet masas objektu m kas pārvietojas ar ātrumu iekšā kad daži strādā IN tiek darīts uz tā. Pielietotais spēks ir F un tas pārvieto objektu uz attālumu d vienības priekš t sekundes.
Mēs zinām, ka paveiktais darbs ir vienāds ar pielietotā ordeņa un nobrauktā attāluma reizinājumu.
W = Fd ⇢ (1)
Arī paveiktais darbs ir vienāds ar ķermeņa kinētisko enerģiju.
W = K.E. = 1/2 mv2⇢ (2)
No (1) un (2) mēs iegūstam,
Fd = 1/2 mv2
F = mv2/2d
Liekot d = vt, mēs iegūstam,
F = mv2/2vt
F = mv/2t
Tas iegūst formulu trieciena spēkam, kas iedarbojas uz ķermeni.
Problēmu paraugi
Apskatīsim dažas problēmas, lai uzzinātu, kā izmantot šo formulu.
1. uzdevums: Aprēķiniet trieciena spēku, kas iedarbojas uz objektu, kura masa ir 2 kg, ātrums 4 m/s 2 sekundes.
Risinājums:
Trieciena spēks, kas iedarbojas uz šo objektu ar masu 2 kg un pārvietojas ar ātrumu 4 m/s 2 sekundes. Tāpēc
m = 2
v = 4
t = 2
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
F = mv/2t
= 2 (4) / 2 (2)
= 8/4
= 2 N
Tāpēc trieciena spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir 2 ņūtoni.
2. uzdevums: Aprēķiniet trieciena spēku, kas iedarbojas uz objektu, kura masa ir 3 kg, ātrums 8 m/s 3 sekundes.
Risinājums:
Lai aprēķinātu trieciena spēku, šai problēmai dotās vērtības ir:
m = 3
v = 8
t = 3
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
F = mv/2t
= 3 (8) / 2 (3)
= 24/6
= 4 N
Tāpēc trieciena spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir 4 ņūtoni.
3. uzdevums: Aprēķiniet ķermeņa masu, ja trieciena spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir 10 N un ātrums ir 5 m/s 4 sekundes.
Risinājums:
Šajā uzdevumā mums jāaprēķina objekta masa, ņemot vērā trieciena spēku, ātrumu un laiku. Dotās vērtības ir:
F = 10
v = 5
t = 4
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
F = mv/2t
=> m = 2Ft/v
= 2 (10) (4) / 5
= 16 kg
Tādējādi objekta masa ir 16 kg.
4. uzdevums: Aprēķiniet ķermeņa ātrumu, ja trieciena spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir 14 N un masa ir 2 kg 2 sekundes.
Risinājums:
Šeit mums ir jānosaka objekta ātrums, ņemot vērā trieciena spēku, masu un laiku. Mums ir,
F = 14
m = 2
t = 2
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
F = mv/2t
=> v = 2Ft/m
= 2 (14) (2) / 2
= 28 m/s
Tādējādi objekta ātrums ir 28 m/s.
5. uzdevums: Aprēķiniet laiku, kas nepieciešams ķermenim, ja trieciena spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir 30 N, masa ir 4 kg un ātrums ir 15 m/s.
Risinājums:
Lai aprēķinātu laiku, kas nepieciešams objektam, ņemot vērā trieciena spēka, masas un ātruma vērtības:
F = 30
m = 4
v = 15
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
F = mv/2t
=> t = mv/2F
= 4 (15) / 2 (30)
= 60/60
= 1 s
Tātad objektam nepieciešamais laiks ir 1 sekunde.
6. uzdevums: Aprēķināt trieciena spēku, kas iedarbojas uz objektu ar kinētisko enerģiju 20 J, ja nobrauktais attālums ir 2 m.
Risinājums:
Dotās vērtības ir:
Kinētiskā enerģija (E) = 20 J
Nobrauktais attālums (d) = 2 m
Mēs zinām, ka trieciena spēka noteikšanai mums ir formula: F = E/d, kur F ir trieciena spēks, E ir kinētiskā enerģija un d ir nobrauktais attālums.
Tādējādi, izmantojot formulu, ko iegūstam,
F = E/d
= 20/2
= 10 N
Tas ir, trieciena spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir 10 ņūtoni.
7. uzdevums: Aprēķiniet ķermeņa kinētisko enerģiju, ja trieciena spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir 40 N un nobrauktais attālums ir 4 m.
Risinājums:
Dotās vērtības ķermeņa kinētiskās enerģijas aprēķināšanai ir:
Trieciena spēks (F) = 40
Nobrauktais attālums (d) = 4
Izmantojot formulu, ko iegūstam,
F = E/d
oops jēdzieni java=> E = Fd
= 40 (4)
= 160 J
Tāpēc ķermeņa kinētiskā enerģija ir 160 džouli.