Como calcular a força da velocidade

Definir a velocidade para forçar aplicação. Neste exemplo, a bicicleta com seu cavaleiro pesa 210 libras. O piloto observa uma linha de paragem branca que é de 30 pés na frente dele quando ele aplica o freio. Como você já sabe a velocidade, agora você tem informações suficientes para calcular a força de travagem necessária.

Resolva para o tempo T, o que lhe permitirá calcular a aceleração, ou neste caso, a desaceleração. A velocidade média ao longo dos 30 pés é de 20 mph dividido por dois, ou 10 mph, que é 14,66-pés por segundo. Se os 30 pés são cobertos com uma velocidade média de 14,66 pés por segundo, em seguida, leva 2.045 segundos para parar.

Resolva para a aceleração utilizando os 2,045 segundos para cobrir 30 pés. Uma vez que o cálculo da distância é D = v (0) x T +1/2 (a) t ^ 2, o primeiro termo pode ser ignorado uma vez que todos distância percorrida é contabilizada pela desaceleração para zero. Portanto, é igual a 30 pés ½ xT ^ 2, que é 30 = ½ x 2,045 ^ 2 ou 30 = 1/2 x 4,18 um. Re-arranjando, a = 30 x 2 / 4,18 = 14,35 pés por segundo / seg.

Resolver para força utilizando a equação F = ma base. Força F = 210 x 14,35 pés por segundo / seg / 32,2 pés por segundo / seg (aceleração da gravidade) ou 93.58 libras de força constante aplicada pelo travão ao aro por 2.045 segundos para parar a bicicleta. Este é provavelmente bem no limite prático da capacidade deste bicicleta para parar.

Provar que a duplicação da velocidade quadruplica a força necessária. A 40 milhas por hora de velocidade resultaria em um tempo de paragem de 1.023 segundos, metade dos 2.045 segundos em primeira instância. A D = ½ X A X t ^ 2 prazo funcionaria a uma aceleração de uma = 30 x 2 / 1.046, ou 57,36 pés por segundo / seg. F = ma, portanto, trabalhar para F = 374.08 libras, muito razoáveis ​​para uma pinça de freio em um pneu de corrida magro. Este cavaleiro tolo nunca iria parar de 40 mph na distância de 30 pés, e eles streak direita após o sinal de stop.