Anwendung des Arbeitsenergiesatzes auf den Bremsweg

Ich werde manchmal gebeten, eine technische Expertenmeinung zu Autounfällen abzugeben, und in unserem letzten Blog haben wir diese Anwendung auf ein Szenario erweitert, in dem der Schlitten des Weihnachtsmanns mit der Gegenkraft eines starken Windes kollidierte. Zu diesem Zeitpunkt verwendeten wir den Arbeitsenergiesatz, um die Menge an Nahrungsenergie zu berechnen, die Rudolph und sein Team benötigten, um wieder an Geschwindigkeit zu gewinnen und zum Programm zurückzukehren. Heute werden wir die verwenden Satz die Kräfte in einem anderen Hirschszenario zu analysieren und die zu berechnen Bremsweg Ein Auto muss vermeiden, mit einem auf der Straße zusammenzustoßen.

Die durchschnittliche Limousine hat eine Masse von etwa 1.500 Pfund oder 680 Kilogramm. In unserem Beispiel fahren Sie mit einer Geschwindigkeit von 30 Meilen pro Stunde auf der Autobahn, was einer Entfernung von 13,3 Metern oder knapp 44 Fuß pro Sekunde entspricht.

Ein Hirsch springt 60 Meter vor dem Auto auf die Straße. Alarmfahrer trifft die Bremsen, 1200 trainieren Newton der Bremskraft im Auto. Wenn Sie sich an frühere Blogs in dieser Reihe erinnern, ist der Newton die metrische Einheit, mit der die Kraft gemessen wird.

Was ist der sichere Bremsweg?Was ist der sichere Bremsweg?

Hat Bambi überlebt? Verwenden wir die Arbeitsenergiesatz entdecken. Hier ist es wieder

F × d = ½ × m × [v22v12]

wo, F. ist er Bremsen Kraft zum Bremsen eines Massenwagens U-Bahnab einer Anfangsgeschwindigkeit von veiner mit einer Endgeschwindigkeit von vzwei in einem Bremsweg, Re. Das Auto wird irgendwann zum Stillstand kommen, wenn der Fahrer versucht, das Schlagen des Hirsches zu vermeiden, so dass seine Endgeschwindigkeit vzwei, wird Null sein. das Arbeitsenergiesatz Es wird am häufigsten in metrischen Einheiten ausgedrückt, der Maßeinheit der Wahl in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, und wir werden mit unserer Mathematik nachziehen.

Durch Einfügen dieser Werte in die Gleichung erhalten wir:

[1200 Newtons] × Re

= ½ × [680 kilograms] × [(0)2 – (13.3 meters per second)2]

Verwenden von Algebra zum Lösen Reer Bremsweg, wir kamen an,

d = ½ × [680 kilograms] × [(0)2 – (13.3 meters per second)2] ÷ [1200 Newtons]

d = 50,11 Meter

Das Auto hielt 50,11 Meter vor dem Punkt an, an dem der Fahrer gegen seinen prallte Bremsen, etwa 10 Meter vom Hirschschlag entfernt. Bambi lebt, um noch einen Tag zu springen!

Nächstes Mal werden wir die verwenden Arbeitsenergiesatz um das Schicksal der fallenden Tasse Kaffee zu beurteilen, die wir in früheren Blogs vorgestellt haben, als wir unsere Diskussion über verschiedene Energieformen eröffnet haben.

Copyright 2016 – Philip J. O’Keefe, PE

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