Under en påverkan omvandlas energin från ett rörligt föremål till arbete och kraft spelar en viktig roll. För att skapa en ekvation för kraften i vilken effekt som helst, kan du ställa in ekvationerna för energi och arbete lika med varandra och lösa för kraft. Därifrån är det relativt enkelt att beräkna en slagkraft.

TL; DR (för lång; läste inte)

För att beräkna slagkraften, dela kinetisk energi på avstånd. F \u003d (0,5 * m * v ^ 2) ÷ d
Effekt och energi

Energi definieras som förmågan att utföra arbete. Under en påverkan omvandlas ett objekts energi till arbete. Energin för ett rörligt objekt kallas kinetisk energi och är lika med hälften av objektets massa gånger kvadratet för dess hastighet: KE \u003d 0,5 × m × v ^ 2. När du tänker på slagkraften för ett fallande föremål kan du beräkna objektets energi vid dess slagpunkt om du vet vilken höjd det faller från. Denna typ av energi kallas gravitationspotentialenergi och den är lika med objektets massa multiplicerad med den höjd från vilken den tappades och accelerationen på grund av tyngdkraften: PE \u003d m × g × h.
Impact and Work

Arbetet uppstår när en kraft appliceras för att flytta ett objekt ett visst avstånd. Därför är arbetet lika med kraft multiplicerat med avstånd: W \u003d F × d. Eftersom kraft är en del av arbetet och en påverkan är omvandlingen av energi till arbete, kan du använda ekvationerna för energi och arbete för att lösa för kraftens påverkan. Den sträckta sträckan när arbetet utförs av en påverkan kallas stoppavståndet. Det är avståndet som det rörliga föremålet reste efter att påverkan har inträffat.
Impact From a Falling Object

Anta att du vill veta slagkraften hos en sten med en massa på ett kilogram som faller från en två meters höjd och bäddar in sig två centimeter djup inuti en plastleksak. Det första steget är att ställa in ekvationerna för gravitationspotentialenergi och arbeta lika med varandra och lösa för kraft. W \u003d PE är F × d \u003d m × g × h, så F \u003d (m × g × h) ÷ d. Det andra och sista steget är att ansluta värdena från problemet till ekvationen för kraft. Kom ihåg att använda meter, inte centimeter, för alla avstånd. Stoppavståndet på två centimeter måste uttryckas som två hundra hundra meter. Dessutom är accelerationen på grund av tyngdkraften på jorden alltid 9,8 meter per sekund per sekund. Slagkraften från berget kommer att vara: (1 kg × 9,8 m /s ^ 2 × 2 m) ÷ 0,02 m \u003d 980 Newton.
Effekt från ett horisontellt rörligt objekt

Antag nu att du vill att känna till slagkraften för en bil på 2 200 kilo som kör med 20 meter per sekund som kraschar in i en vägg under ett säkerhetstest. Stoppavståndet i det här exemplet är bilens krullningszon eller avståndet med vilken bil förkortas vid stöten. Anta att bilen är klädd tillräckligt för att vara en fjärdedel av en meter kortare än den var innan påverkan. Återigen är det första steget att ställa in ekvationerna för energi - den här gången kinetisk energi - och arbeta lika med varandra och lösa för kraft. W \u003d KE är F × d \u003d 0,5 × m × v ^ 2, så F \u003d (0,5 × m × v ^ 2) ÷ d. Det sista steget är att ansluta värdena från problemet till ekvationen för kraft: (0,5 × 2200 kg × (20 meter /sekund) ^ 2) ÷ 0,75 meter \u003d 586,667 Newton.