1。力を理解する
* 重力: 車に作用する主な力は重力です。ランプ(下向き)に平行に作用する重力の成分は、車が加速する原因です。
* 摩擦: 摩擦は車の動きに反対します。これには、タイヤとランプ表面の間の摩擦、および空気抵抗が含まれます。
2。方程式
* ニュートンの第二法則: 基本原則はf =ma(force =質量x加速度)です。 これを使用して、力を車の加速に関連付けます。
* 重力の成分: ランプに平行に作用する重力の成分は、次のように計算されます。
* G =重力による加速(約9.8 m/s²)
* theta =ランプの角度(水平から測定)
3。 加速度の計算
* 理想的なケース(摩擦なし):
*摩擦を無視すると、車に作用する正味の力は、ランプに平行な重力の成分にすぎません。
* f_net =g * sin(theta)
*したがって、a =f_net / m =(g * sin(theta)) / m
* 摩擦付き:
*「f」は摩擦の力を表します。
* f_net =(g * sin(theta))-f
* a =(g * sin(theta)-f) / m
*「F」を見つけるには、タイヤとランプ表面の間の摩擦係数に関する情報が必要です。
4。例
言ってみましょう:
*ランプ角度(シータ)は15度です。
*車の質量(m)は1000 kgです。
*簡単にするために摩擦は無視できると仮定します。
* a =(9.8 m /s² * sin(15°)) / 1000 kg
*A≈0.25m/s²
重要なメモ:
* 摩擦は重要です: 実際には、摩擦は大きな役割を果たします。ランプが急なほど、摩擦が大きくなります。
* 空気抵抗: 高速では、空気抵抗がより重要になり、車の加速を減らします。
* ローリング摩擦: 完全に滑らかなタイヤを使用しても、まだいくつかの摩擦があります。これは通常、他の摩擦源よりもはるかに小さいです。
正確な加速値を取得するには、これらすべての要因を説明する必要があります。