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2トンのトラックに壁が10mphでどのくらいの力を発揮しますか?

トラックが停止するのにどれくらいの時間がかかるかを知らずに、壁がトラックに及ぼす力を計算することはできません。その理由は次のとおりです。

力、時間、勢い

* 力: オブジェクトの動きを変更できるプッシュまたはプル。

* 時間: オブジェクトに作用する力の持続時間。

* 勢い: オブジェクトの質量と速度の尺度。

これらの関係は、 Impulse-Momentum定理によって説明されています:

Impulse =Momentum =Force x Time の変化

問題

力を計算するには、トラックが停止するのにかかる時間を知る必要があります。ここにいくつかのシナリオがあります:

* 瞬時停止: トラックが壁にぶつかり、即座に(実際には不可能)停止すると、力は非常に高く、壊滅的な損傷を引き起こす可能性があります。

* 段階的停止: トラックが壁に衝突し、停止するのに有限の時間がかかると、力は低くなります。

力を計算する方法(時間がある場合):

1。単位の変換:

* 2トン=4000ポンド(米国トンを想定)

* 10 mph =1秒あたり14.67フィート

2。初期運動量を計算します:

*運動量=質量x速度

*運動量=4000ポンド * 14.67 ft/s

3。衝撃の時間を計算します: これが必要な重要な情報です。

4。力を計算します:

*力=(運動量の変化) /時間

*最終的な運動量は0(トラックが停止する)であるため、勢いの変化は初期運動量に等しくなります。

重要な注意: トラックの壁に加えられた力は、大きさが等しいが、壁にトラックが加えた力とは反対側の方向(ニュートンの第三法則)。

例:

トラックが停止するのに0.1秒かかると仮定しましょう:

1。初期運動量=4000ポンド * 14.67 ft/s =58,680ポンドフィート/秒

2。時間=0.1秒

3。力=58,680ポンドフィート /秒 / 0.1秒=586,800ポンドの力

安全ノート: 非常に短い停止時間があっても、壁に及ぼす力は非常に高くなります。これが、衝突を回避し、交通法に従うことが重要である理由です。

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