De eerste vergelijking die in de dynamiek wordt onderwezen, is F = ma, wat "kracht gelijk is aan massatijdversnelling". Deze vergelijking beschrijft de kracht die moet worden uitgeoefend op een object van bekend gewicht of massa wanneer het wordt versneld of vertraagd. Als een racefiets met een rijder die 20 km per uur aflegt, binnen een bepaalde afstand moet stoppen, kunt u berekenen hoeveel kracht er op de rem van de remklauw op de velg van het achterwiel wordt uitgeoefend. Je kunt ook bewijzen dat de verdubbelingssnelheid de vierkantsafstanden verviervoudigt (vierkanten) die nodig zijn om te stoppen.

Definieer de snelheid om de toepassing te forceren. In dit voorbeeld weegt de fiets met zijn berijder 210 pond. De rijder noteert een witte stoplijn die 30 voet voor hem ligt als hij de rem inschakelt. Omdat je de snelheid al kent, heb je nu genoeg informatie om de vereiste remkracht te berekenen.

Los tijd T op, waarmee je de versnelling, of in dit geval de vertraging, kunt berekenen. De gemiddelde snelheid over de 30 voet is 20 km /u gedeeld door twee, of 10 mph, wat 14,66 voet per seconde is. Als de 30 voet wordt bedekt met een gemiddelde snelheid van 14,66 voet per seconde, dan duurt het 2,045 seconden om te stoppen.

Los op voor versnelling met de 2.045 seconden om 30 voet te bestrijken. Aangezien de afstandsberekening D = v (0) x T + 1/2 (a) T ^ 2 is, kan de eerste term worden genegeerd omdat alle afgelegde afstand wordt verklaard door de vertraging tot nul. Daarom is 30 voet gelijk aan ½ a xT ^ 2, wat 30 = ½ a x 2.045 ^ 2 of 30 = 1/2 a x 4.18 is. Opnieuw rangschikken, a = 30 x 2 /4,18 = 14,35 voet per seconde /sec.

Los op met behulp van de F = ma-basisvergelijking. Forceer F = 210 x 14.35 voet per seconde /sec /32.2 voet per seconde /sec (versnelling van de zwaartekracht) of kracht van 93.58 pond, consequent toegepast door de rem op de velg gedurende 2.045 seconden om de fiets te stoppen. Dit is waarschijnlijk goed bij de praktische limiet van het stopvermogen van deze fiets.

Bewijs dat een verdubbeling van de snelheid de vereiste kracht verviervoudigt. Een snelheid van 40 mijl per uur zou resulteren in een stoptijd van 1.023 seconden, in het eerste geval de helft van 2.045 seconden. De D = ½ x a x T ^ 2-term zou uitkomen op een versnelling van a = 30 x 2 /1.046 of 57.36 voet per seconde /sec. F = ma zou daarom uitkomen op F = 374,08 pond, erg onredelijk voor een remklauw op een skinny raceband. Deze dwaze rijder zou nooit stoppen vanaf 40 mph in de 30-voet afstand, en ze zouden voorbij het stopbord komen.

Tip

Onthoud altijd dat de stopkracht verviervoudigt naarmate de snelheid verdubbelt.

Waarschuwing

Snel versnellen naar een gegeven snelheid verbruikt meer kracht en veel meer brandstof dan soepele acceleratie.