U kunt de maximale verplaatsing niet rechtstreeks vinden vanuit een krachtgrafiek met alleen de initiële en uiteindelijke snelheid, massa van de bal en de grafiek zelf. Dit is waarom:

Wat een krachtgrafiek vertelt u:

* Force vs. Time: Een krachtgrafiek blijkt de kracht die in de loop van de tijd op een object werkt.

* impuls: Het gebied onder de Force-Time-curve vertegenwoordigt de impuls, die de verandering in momentum van het object is.

Wat u nodig hebt om maximale verplaatsing te vinden:

* Work-Energy Stelling: Om maximale verplaatsing te vinden, moet u de krachtgrafiek verbinden met energieoverwegingen. De stelling van het werk-energie stelt dat het werk dat aan een object is gedaan gelijk is aan de verandering in kinetische energie.

* Werk van Force: Werk is de integraal van kracht met betrekking tot verplaatsing (w =∫f dx).

stappen om maximale verplaatsing te vinden:

1. Bereken verandering in kinetische energie:

* ΔKE =(1/2) MV_F² - (1/2) MV_I² (waarbij V_F de uiteindelijke snelheid is, V_i initiële snelheid is en M massa is).

2. Vind het gebied onder de krachtcurve: Dit gebied vertegenwoordigt het werk dat op het object is gedaan.

3. Betel je werk aan verplaatsing: Als u de kracht kunt uitdrukken als een functie van verplaatsing (f (x)), kunt u de kracht integreren om het werk te vinden.

* W =∫f (x) dx

4. Eigen werk en verandering in kinetische energie:

* ∫f (x) dx =(1/2) mv_f² - (1/2) mv_i²

Uitdagingen:

* Force als een functie van verplaatsing: De krachtgrafiek geeft u doorgaans kracht als functie van de tijd, geen verplaatsing. Je zou de relatie tussen tijd en verplaatsing moeten weten om F (x) correct te integreren.

* constante kracht: Als de kracht constant is, is het gebied onder de grafiek gewoon kracht x tijd. U kunt dit gebruiken om het uitgevoerde werk te berekenen en vanaf daar de verplaatsing te vinden.

Voorbeeld:

Laten we zeggen dat je een constante kracht van 10 N hebt die gedurende 5 seconden op een bal van 2 kg werkt. De beginsnelheid is 0 m/s.

1. Verander in kinetische energie:

* Δke =(1/2) (2 kg) (v_f²) - 0 =(1/2) (2 kg) (v_f²)

2. werk gedaan:

* Werk =kracht x tijd =10 n x 5 s =50 j

3. Eigen werk en verandering in kinetische energie:

* 50 j =(1/2) (2 kg) (v_f²)

* v_f =√50 m/s

4. Vind verplaatsing:

* Omdat de kracht constant is, is de versnelling ook constant. U kunt kinematische vergelijkingen gebruiken (zoals v_f² =v_i² + 2AS) om de verplaatsing te vinden.

Sleutelpunt: U kunt maximale verplaatsing niet direct lezen uit een krachtige grafiek. U moet de stelling van het werk-energie en aanvullende informatie gebruiken over de relatie tussen kracht, verplaatsing en tijd.