ce qu'un graphique de force vous dit:
* Force vs temps: Un graphique de force trace la force agissant sur un objet dans le temps.
* impulsion: La zone sous la courbe de force représente l'impulsion, qui est le changement de dynamique de l'objet.
ce dont vous avez besoin pour trouver un déplacement maximal:
* Théorème d'énergie de travail: Pour trouver un déplacement maximal, vous devez connecter le graphique de force aux considérations énergétiques. Le théorème de l'énergie de travail indique que le travail effectué sur un objet est égal à son changement d'énergie cinétique.
* Travail de Force: Le travail fait partie de la force par rapport au déplacement (w =∫f dx).
étapes pour trouver un déplacement maximal:
1. Calculer le changement de l'énergie cinétique:
* Δke =(1/2) mv_f² - (1/2) mv_i² (où v_f est la vitesse finale, V_I est la vitesse initiale et m est la masse).
2. Trouvez la zone sous la courbe de force: Cette zone représente le travail effectué sur l'objet.
3. Racouler le travail au déplacement: Si vous pouvez exprimer la force en fonction du déplacement (f (x)), vous pouvez intégrer la force pour trouver le travail effectué.
* W =∫f (x) dx
4. Aégaler le travail et le changement dans l'énergie cinétique:
* ∫f (x) dx =(1/2) mv_f² - (1/2) mv_i²
défis:
* Force en fonction du déplacement: Le graphique de force vous donne généralement la force en fonction du temps, pas du déplacement. Vous auriez besoin de connaître la relation entre le temps et le déplacement pour intégrer correctement F (x).
* Force constante: Si la force est constante, la zone sous le graphique est simplement la force x temps. Vous pouvez l'utiliser pour calculer le travail effectué, et à partir de là, trouver le déplacement.
Exemple:
Disons que vous avez une force constante de 10 N agissant sur une balle de 2 kg pendant 5 secondes. La vitesse initiale est de 0 m / s.
1. Changement de l'énergie cinétique:
* Δke =(1/2) (2 kg) (v_f²) - 0 =(1/2) (2 kg) (v_f²)
2. travail effectué:
* Travail =force x temps =10 n x 5 s =50 J
3. ÉQUIPATEZ LE TRAVAIL ET LE CHANGEMENT DE L'ÉNERGIE DU MINÉTIQUE:
* 50 J =(1/2) (2 kg) (v_f²)
* v_f =√50 m / s
4. Trouvez le déplacement:
* Étant donné que la force est constante, l'accélération est également constante. Vous pouvez utiliser des équations cinématiques (comme v_f² =v_i² + 2as) pour trouver le déplacement.
Point clé: Vous ne pouvez pas lire directement le déplacement maximum à partir d'un graphique de force. Vous devez utiliser le théorème de l'énergie de travail et des informations supplémentaires sur la relation entre la force, le déplacement et le temps.
