Force d'impact et impulsion
* force est une poussée ou une traction qui provoque un changement dans le mouvement d'un objet.
* impulsion est le changement d'élan d'un objet. C'est le produit de la force et le temps sur lequel cette force agit.
L'équation
La relation entre la force d'impact, l'impulsion et le temps est:
* impulsion (j) =force (f) × temps (t)
Étant donné que nous avons affaire à un changement d'élan, nous pouvons également exprimer l'impulsion comme:
* impulsion (j) =changement de la quantité de mouvement (Δp) =masse (m) × (vitesse finale (v_f) - vitesse initiale (v_i))
la pièce manquante
Pour calculer la force d'impact, nous devons savoir combien de temps il faut pour que l'objet se repost après l'impact.
* Scénario 1: Si l'objet atteint une surface très dure et s'arrête presque instantanément (par exemple, le béton), la force d'impact sera très élevée.
* Scénario 2: Si l'objet atteint une surface plus douce (par exemple, un tas de coussins), le temps d'impact sera plus long et la force d'impact sera plus faible.
Comment trouver la force d'impact:
1. Calculez la vitesse finale de l'objet (V_F) juste avant l'impact. Vous pouvez utiliser l'équation suivante pour la chute libre:
* v_f² =v_i² + 2 * a * d
* Où:
* v_i =vitesse initiale (0 m / s dans ce cas)
* a =accélération due à la gravité (9,8 m / s²)
* d =distance (2 mètres)
2. Calculez le changement de momentum (ΔP) en soustrayant la dynamique initiale (0) de l'élan final (masse x vitesse finale).
3. mesure ou estimer le temps (t) il faut pour que l'objet s'arrête après l'impact.
4. Utilisez l'équation:Force (f) =impulsion (Δp) / temps (t)
Exemple:
Disons que l'objet frappe une surface et se reposer en 0,1 seconde.
1. Calculer la vitesse finale: v_f² =0² + 2 * 9,8 * 2 =39,2, donc v_f =√39.2 ≈ 6,26 m / s
2. Calculer le changement de la quantité de mouvement: Δp =100 kg * (6,26 m / s - 0 m / s) =626 kg * m / s
3. Utilisez l'équation: Force (f) =626 kg * m / s / 0,1 s =6260 n
Remarque importante: Ce calcul est une approximation. En réalité, les forces d'impact peuvent être complexes et dépendre de divers facteurs comme l'élasticité des matériaux impliqués, l'angle d'impact, etc.
