วิธีใช้นิวตันเพื่อคำนวณเมตรต่อวินาที

เนื้อหา

• ขั้นตอนที่ 1: แก้ไขปัญหาการเร่งความเร็ว
• ขั้นตอนที่ 2: แก้ไขเพื่อความเร็ว
• ขั้นตอนที่ 3 (เลือกได้): แปลงเป็นไมล์ต่อชั่วโมง

นิวตันเป็นหน่วยมาตรฐานสำหรับแรงทางฟิสิกส์ กฎข้อที่สองของนิวตันระบุว่าแรงที่ต้องใช้ในการเร่งมวลให้ได้ตามขอบเขตที่กำหนดนั้นเป็นผลมาจากปริมาณสองปริมาณนี้

F = ma

มวลมีหน่วยกิโลกรัม (กก.) ในขณะที่ความเร่งมีหน่วยเมตรต่อวินาทีกำลังสองหรือ m / s².

ในปัญหาทางฟิสิกส์บางอย่างคุณอาจได้รับขนาดของแรงมวลของวัตถุที่กำลังทำหน้าที่และเวลาในหน่วยวินาทีที่ผ่านไปตั้งแต่แรงเริ่มทำหน้าที่กับวัตถุซึ่งสันนิษฐานว่าเป็น ที่เหลือในขั้นต้น ในการแก้ปัญหาดังกล่าวคุณต้องมีการเข้าถึงสมการพื้นฐานของการเคลื่อนไหวในฟิสิกส์คณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ระบุ:

v = v₀ + ที่

โดยที่ v คือความเร็ว ณ เวลา t

ตัวอย่างเช่นสมมติว่ากำลัง 100 นิวตันได้กระทำกับรถของเล่นขนาด 5 กิโลกรัมเป็นเวลา 3 วินาที รถเคลื่อนที่มาถึงจุดนี้เร็วแค่ไหนสมมติว่าไม่มีแรงเสียดทาน?

ขั้นตอนที่ 1: แก้ไขปัญหาการเร่งความเร็ว

เมื่อคุณรู้ว่า F = ma, F = 100 N และ m = 5 กิโลกรัม

100 = 5 (a)

a = 20 m / s²

ขั้นตอนที่ 2: แก้ไขเพื่อความเร็ว

แทนค่าความเร่งที่คุณเพิ่งคำนวณเป็นสมการจลนศาสตร์ที่กำหนดไว้ข้างต้นด้วยความเร็วเริ่มต้น v₀ เท่ากับศูนย์:

v = v₀ + ที่

v = 0 + (20 m / s²) (3 s)

v = 60 m / s

ขั้นตอนที่ 3 (เลือกได้): แปลงเป็นไมล์ต่อชั่วโมง

คุณอาจพบว่ามันน่าสนใจที่จะแปลงเมตรต่อวินาทีเป็นไมล์ต่อชั่วโมงเนื่องจากหลังนั้นเป็นหน่วยที่ใช้งานได้ทุกวันและใช้งานง่ายกว่าในสหรัฐอเมริกา ตั้งแต่ 1 ไมล์ = 1,609.34 m และ 1 ชั่วโมง = 3,600 s การแปลง m / s เป็นไมล์ / ชั่วโมงต้องมีการคูณด้วย 3600 / 1,609.34 ซึ่งเท่ากับ 2.237

ดังนั้นสำหรับปัญหานี้คุณมี 60 m / s × 2.237 = 134.2 ไมล์ / ชม