Tijdens een impact wordt de energie van een bewegend object omgezet in werk en speelt kracht een belangrijke rol. Om een vergelijking te maken voor de kracht van een impact, kunt u de vergelijkingen voor energie en werk gelijk aan elkaar instellen en oplossen voor kracht. Vanaf daar is het berekenen van de kracht van een impact relatief eenvoudig.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Om de impactkracht te berekenen, deelt u kinetische energie door afstand. F \u003d (0.5 * m * v ^ 2) ÷ d
Impact en energie

Energie wordt gedefinieerd als het vermogen om werk te doen. Tijdens een botsing wordt de energie van een object omgezet in werk. De energie van een bewegend object wordt kinetische energie genoemd en is gelijk aan de helft van de massa van het object maal het kwadraat van zijn snelheid: KE \u003d 0,5 × m × v ^ 2. Wanneer u denkt aan de impactkracht van een vallend object, kunt u de energie van het object op het trefpunt berekenen als u weet vanaf welke hoogte het is gevallen. Dit type energie staat bekend als potentiële zwaartekrachtenergie en is gelijk aan de massa van het object vermenigvuldigd met de hoogte van waaruit het is gevallen en de versnelling als gevolg van de zwaartekracht: PE \u003d m × g × h.
Impact en werk

Werk vindt plaats wanneer een kracht wordt uitgeoefend om een object over een bepaalde afstand te verplaatsen. Daarom is werk gelijk aan kracht vermenigvuldigd met afstand: W \u003d F × d. Omdat kracht een component van werk is en een impact de omzetting van energie in werk is, kun je de vergelijkingen voor energie en werk gebruiken om de kracht van een impact op te lossen. De afgelegde afstand wanneer het werk door een botsing wordt volbracht, wordt de stopafstand genoemd. Het is de afstand die het bewegende object aflegt nadat de botsing heeft plaatsgevonden.
Impact van een vallend object

Stel dat u de impactkracht van een rots wilt weten met een massa van één kilogram die uit een hoogte van twee meter en sluit zich twee centimeter diep in een plastic speelgoed. De eerste stap is om de vergelijkingen voor zwaartekracht potentiële energie en arbeid gelijk aan elkaar in te stellen en op te lossen voor kracht. W \u003d PE is F × d \u003d m × g × h, dus F \u003d (m × g × h) ÷ d. De tweede en laatste stap is om de waarden van het probleem in de krachtvergelijking te stoppen. Vergeet niet om voor alle afstanden meters te gebruiken, geen centimeters. De stopafstand van twee centimeter moet worden uitgedrukt als tweehonderdste van een meter. Ook is de versnelling als gevolg van de zwaartekracht op aarde altijd 9,8 meter per seconde per seconde. De kracht van de impact van de rots is: (1 kg × 9,8 m /s ^ 2 × 2 m) ÷ 0,02 m \u003d 980 Newton.
Impact van een horizontaal bewegend object

Stel nu dat u wilt om de slagkracht te kennen van een auto van 2.200 kilogram die met 20 meter per seconde rijdt en tijdens een veiligheidstest tegen een muur botst. De stopafstand in dit voorbeeld is de kreukelzone van de auto of de afstand waarmee de auto bij een botsing korter wordt. Stel dat de auto voldoende wordt ingedrukt om drie kwart meter korter te zijn dan vóór de botsing. Nogmaals, de eerste stap is om de vergelijkingen voor energie in te stellen - deze keer kinetische energie - en gelijk aan elkaar te werken en op te lossen voor kracht. W \u003d KE is F × d \u003d 0,5 × m × v ^ 2, dus F \u003d (0,5 × m × v ^ 2) ÷ d. De laatste stap is om de waarden van het probleem in de krachtvergelijking te stoppen: (0,5 × 2200 kilogram × (20 meter /seconde) ^ 2) ÷ 0,75 meter \u003d 586,667 Newton.