Как найти скорость зная силу и мощность ?
ксюша моторина
Ученик
(188),
на голосовании
11 лет назад
Голосование за лучший ответ
Александр Тюльдиков
Знаток
(464)
11 лет назад
скорость равна мощность делённая на силу
sage_kih
Ученик
(123)
3 года назад
V=P/F
Похожие вопросы
В статье обсуждаются несколько подходов к вычислению скорости по силе и массе, а также решенные проблемы.
Чтобы вычислить скорость, мы должны понять, насколько далеко уходит масса объекта при приложении силы. Скорость объекта – это не что иное, как величина его вектора скорости. Вот почему мы можем рассчитать скорость по силе и массе, используя законы Ньютона, кинематическое уравнение движения и формулы работы-энергии.
Подробнее о том, как рассчитать массу по силе и расстоянию.
Как рассчитать скорость по силе и массе, используя второй закон Ньютона?
Давайте вычислим скорость по силе и массе, используя второй закон движения Ньютона.
Второй закон Ньютона связывает скорость изменения скорости или ускорение с приложенной силой и массой. Вычислять скорость из второго закона Ньютона, нам сначала нужно понять разницу между скоростью и скоростью, а затем вычислить значение скорости из скорости изменения скорости.
Согласно Второй закон Ньютона,
F = ma
]
F=m*[(vv0)/(тт0)
В то время как v0 – начальная скорость, v – конечная скорость.
Прежде чем рассчитывать скорость по закону Ньютона, давайте разберемся в разнице между скоростью и скоростью.
от силы и массы
Разница между скоростью и скоростью
| Скорость | Скорость |
| Это скалярная величина, связанная с расстоянием. | Это векторная величина, связанная со смещением. |
| Это ненулевая величина, которая всегда положительна. | Может быть нулевым, положительным и отрицательным. |
| Это может не быть равным скорости. | Разные скорости одного и того же объекта обладают одинаковой скоростью. |
| Единица СИ – метр в секунду (м / сек). | Единица СИ – километр / час (км / час). |
(Кредит: Shutterstock)
Когда автомобиль проехал определенное расстояние d за время t, мы называем его скорость v.
v=d/t
Как вы знаете, иногда нам нужно изменить направление во время движения из-за пробок или по другим причинам; в этом случае мы измеряем смещение вместо расстояния d в интервале времени t.
Уравнение (*) превращается в скорость v как,
Смещение – это кратчайшее расстояние между конечным и начальным расстоянием, но его величина меньше или равна общему расстоянию d.
(Кредит: Shutterstock)
Поскольку скорость не равна нулю или никогда не уменьшается со временем, величина скорости становится значением скорости, когда время приближается к нулю.
Это означает скорость v говорит нам, насколько быстро машина. В то время как скорость v говорит нам как о скорости автомобиля, так и о его направлении. Поэтому мы назвали скорость величиной вектора скорости.
Узнать больше об относительном движении.
Автомобиль массой 1000 кг в состоянии покоя проехал около 1 часа при силе 6 х 104 Применяется N. Рассчитайте скорость автомобиля.
Данный:
F = 6 х 104 N
m = 1000 кг
t = 1 час
Найти: v=?
Формула:
F = ma
Решение:
Скорость автомобиля рассчитывается с использованием Второй закон движения Ньютона.
F = ма
F=m*[(vv0)/(тт0)
Поскольку автомобиль изначально находится в состоянии покоя, v0 = 0 и t0 = 0
Следовательно,
Подставляя все значения,
Преобразуем скорость в скорость в метрах в секунду.
1 км = 1000 м
1 час = 3600 секунд
v=60*(1000/3600)
v = 60000/3600
v = 16.6
Автомобиль движется со скоростью 16.6 м / сек.
Подробнее о том, как рассчитать ускорение свободного падения.
Как рассчитать скорость по силе и массе, используя кинематическое уравнение движения?
Давайте вычислим скорость по силе и массе, используя второе кинематическое уравнение движения.
Второе кинематическое уравнение движения связывает общее пройденное расстояние объекта с начальной скоростью и ускорением. Когда мы внедрили формулу ускорения из второго закона Ньютона в кинематическое уравнение, мы получили формулу, которая рассчитывала скорость на основе приложенной силы и ее массы.
Второе кинематическое уравнение движения:
Узнать больше о кинематических уравнениях движения.
Парашютист массой 60 кг выпрыгивает из самолета и за 1 минуту достигает земли. Если сила, воздействующая на парашютиста по воздуху, составляет 800 Н, какова скорость парашютиста?
Данный:
m = 60 кг
t = 1 минута = 60 секунд
F = 800 Н
Найти: v =?
Формула:
Решения:
Скорость парашютиста рассчитывается с помощью второе кинематическое уравнение движения.
а=Ф/м
Но
Поскольку парашютист изначально находится в состоянии покоя относительно плоскости, следовательно, d0 = 0 и v0 = 0.
d=(1/2)*(Ф/м)*t2
С скорость v= d / t
vt=(1/2)*(Ф/м)*t2
v=фут/2м
Подставляем все значения
v=(800*60)/(2*60)
v = 48000/120
V = 400
Скорость парашютиста 400 м / сек.
Подробнее о преобразовании потенциала в кинетическую энергию.
Как рассчитать скорость по силе и массе, используя формулу работы-энергии?
Давайте вычислим скорость по силе и массе, используя формулу работы-энергии.
Когда покоящийся объект перемещается на определенное расстояние при приложении силы, он выполняет работу. Приложенная сила преобразует накопленную потенциальную энергию неподвижного объекта в кинетическую энергию для выполнения работы. Вот почему используется формула работы-энергии; мы можем вычислить скорость по силе и массе.
Компания формула работы является,
W = Fd
Поскольку работа, совершаемая телом, есть приобретение им кинетической энергии KE=(1/2)mv2
(1/2)мв2 =Fд
Узнать больше о выполненной работе.
Мужчина имеет горки массой 80 кг со скоростью 30 км / ч за 2 секунды, когда к нему прилагается сила 200 Н, когда он толкает горку на игровой площадке. Рассчитайте скорость скольжения человека.
Данный:
F = 200 Н
m = 80 кг
v=30км/ч=30*(1000/3600)
t = 2 часа
Найти: v=?
Формула:
(1/2)мв2=Fд
Решения:
Скорость скольжения человека рассчитывается с помощью формула работы-энергии в виде,
(1/2)мв2=Fд
Но скорость v = d / t
(1/2)мв2=Fdt
v=мв2/2 фута
Используя формулу работы и энергии, мы можем вычислить скорость в терминах силы, массы и скорости.
Подставляя все значения,
v=(72*106)/(28.8*105)
v = 25
Скорость скольжения человека 25 м / сек.
Узнайте больше о проделанной работе на уклоне.
Как рассчитать скорость по силе и массе с помощью формулы мощности?
Давайте рассчитаем скорость по силе и массе, используя формулу мощности.
Мощность любого объекта измеряется количеством его работы, выполненной за единицу времени. Поскольку проделанная работа объекта является произведением приложенной силы и пройденного расстояния. Следовательно, используя формулу мощности, мы можем рассчитать скорость объекта непосредственно из приложенной силы и ее мощности.
Компания формула мощности является,
P=Вт/т
W = Fd
Но работа сделана
P=Fd/т
v=d/t
Поскольку скорость
Р=Fv
(Кредит: Shutterstock)
Узнать больше о Power.
Если номинальная мощность двигателя составляет 500 Вт, он может выполнять работу при приложении силы 80 Н. Какая скорость у мотора?
Данный:
P = 500 Вт
1Вт=1кг.м2/s3
F = 80 Н
1Н=1кг.м2/s2
Найти: v=?
Формула:
P=Вт/т
Решения:
Скорость рассчитывается с использованием формула мощности,
P = Fv
v=П/Ф
Подставляя все значения,
В=500Вт/80Н
v = 40 м / сек
Скорость двигателя 40 м / сек.
Время на прочтение
3 мин
Количество просмотров 9.6K
Немного теории.
Для начала разберемся с тем, что такое лошадиные силы и устроим небольшой экскурс в школьную физику.
1 л.с. – это мощность, затрачиваемая при вертикальном подъёме груза массой 75 кг со скоростью 1 м/с.
Как известно, мощность показывает, какую работу совершает тело в единицу времени:
Работа равна произведению силы на перемещение: A = F*S. Учитывая, что скорость V=S/t, получим:
Получаем формулу для перевода лошадиных сил в принятую в международной системе СИ единицу измерения мощности – Ватт:
Перейдем к основной части, а именно – к техническим характеристикам автомобиля.
Некоторые характеристики и расчёты будут приводиться приближенно, поскольку мы не претендуем на умопомрачительную точность расчетов, важнее понять физику и математику процесса.
m = 2 тонны = 2000 кг – масса автомобиля (масса авто 1940 кг, считаем что в ней водитель массой 60 кг и больше ничего/никого).
P = 670 л.с. (по паспорту 625 л.с., но реально мощность выше – измерено на динамометрическом стенде в ролике DSC OFF https://www.youtube.com/watch?v=ysg0Depmyjc. В этой статье мы ещё обратимся к замерам отсюда.)
Разгон 0-100 км/ч: 3.2-3.3 с (по паспорту, замерам)
Разгон 100-200 км/ч: 7.5-7.6 с (по паспорту, замерам)
Мощность двигателя генерируется на маховике, потом через сцепление передается в КПП, далее через дифференциалы, привода, карданный вал передается на колёса. В результате эти механизмы поглощают часть мощности и итоговая мощность, поставляемая к колесам, оказывается меньше на 18-28%. Именно мощность на колесах определяет динамические характеристики автомобиля.
У меня нет сомнений в гениальности инженеров БМВ, но, для начала, возьмем для удобства потери мощности 20%.
Вернемся к нашим физическим баранам. Для вычисления разгона нам нужно связать мощность со скоростью и временем разгона. Для этого воспользуемся вторым законом Ньютона:
Вооружившись этими знаниями, получим конечную формулу:
Выражая отсюда t, получим итоговую формулу для вычисления разгона:
На самом деле в паспорте автомобиля указывается максимальная мощность, достигаемая двигателем при определенном числе оборотов. Ниже приведена зависимость мощности двигателя от числа оборотов (синяя линия). Строго говоря, параметры этой кривой зависят от номера передачи, так что для определенности скажем, что график для 5й передачи.
Главное, что мы должны усвоить из этого графика – мощность автомобиля не постоянна во время движения, а увеличивается по мере роста оборотов двигателя.
Перейдем к расчету разгона от 0 до 100 км/ч. Переведем скорость в м/с:
При разгоне от 0 до 100 км/ч автомобиль практически сразу переключается с первой передачи на вторую, и при достижении около 90 км/ч переключается на третью. Будем считать, что на всём протяжении разгона автомобиль разгоняется на второй передаче, причем максимальная мощность будет меньше 670 л.с., поскольку передача ниже пятой. Возьмём в качестве начальной мощности при 0 км/ч мощность 150 л.с. (при 2000 об/мин), конечную – 600 л.с. (7000 об/мин):
Чтобы не считать сложные интегралы для вычисления средней мощности, скажем следующие слова: учитывая приближенный характер наших расчетов, проскальзывание авто при ускорении, а также сопротивление воздуха (хотя при разгоне от 0 до 100 оно играет не такую большую роль, как при разгоне до 200 км/ч), будем считать, что мощность зависит от скорости линейно, тогда средняя мощность при разгоне от 0 до 100 км/ч составляет:
Пришло время учесть потери мощности, о которых было сказано ранее, а заодно перевести мощность в кВт (1 кВт = 1000 Вт) для удобства. Потери мощности 20%, значит эффективность 80%=0.8:
Теперь подставляем всё в конечную формулу:
Получили довольно близкий к “паспортным” 3.3 с результат, ура! Специально не стал ничего дополнительно подгонять, дабы подчеркнуть приближенный характер расчёта, хотя это было довольно просто сделать, взяв, например, чуть больше мощность.
Теперь, ради интереса и проверки самих себя, вычислим разгон 100-200 км/ч.
С ростом скорости растёт трение воздуха, для движения используются более высокие передачи КПП (3-я, 4-я, 5-я), но при этом уменьшается проскальзывание колес. Так что оставим среднюю мощность 375 л.с.
Так делать конечно же нельзя! После 2-й передачи двигатель работает на “комфортных” для себя оборотах 4000-7000 об/мин, поэтому средняя мощность будет гораздо выше, поскольку выше будет начальная мощность для каждой передачи. Здесь уже не получится считать, что автомобиль едет только на 4-й передаче на всем протяжении разгона, но можно считать, что он проехал одинаковые промежутки времени на 3-й, 4-й и 5-й передаче, и пусть график зависимости мощности от числа оборотов для них одинаков, поэтому построим общую условную кривую зависимости мощности от скорости:
Опять же, считаем для простоты зависимость мощности от скорости линейной, тогда получаем среднюю и реальную мощность:
Тогда итоговое время разгона 100-200 км/ч:
![t = dfrac{m (V^2 - V_0^2)}{2P} = dfrac{2 cdot 10^3 text{ кг}cdot left[left(56 dfrac{м}{с} right)^2 - left(28 dfrac{м}{с} right)^2 right]}{2cdot 300 cdot 10^3 text{ Вт}} simeq 7.8 text{ с}](https://habrastorage.org/getpro/habr/upload_files/6d8/4d4/6ae/6d84d46ae2709c0005f27dea37f6fecc.svg)
Время разгона “по паспорту” 7.6 с. И снова мы оказались близко к истине!
P.S. не хочу объяснять, откуда взялось (V^2 – V_0^2), можете повыводить на досуге 🙂
Ну и в общем-то всё. Приведенные рассуждения и вычисления не претендуют на истину в последней инстанции и большую точность, но показывают, что зная “школьные” формулы по физике, можно решать такие интересные задачки, связанные с жизнью.
Динамика, найти скорость, зная массу, мощность и коэф. трения
Найти скорость, зная массу, мощность и коэф. трения качения
#20882
2015-01-21 14:19 GMT
Доброго времени суток. Не смог решить подобную задачу:
Поезд массой 1000 тонн идет по горизонтальному участку пути с постоянной скоростью. Коэффициент трения качения равен 0,05. Развиваемая тепловозом мощность 5 МВт. Найти скорость поезда?
Заранее спасибо за любую помощь)
#20883
2015-01-21 15:33 GMT
Поскольку движение равномерное – сила тяги равна силе трения
(F_t=kmg)
работа есть
(A=F_tS=kmgS)
Мощность
(N=frac{A}{t}=frac{kmgS}{t}=kmgV)
откуда и находим скорость
S – пройденный путь
Как выражается мощность через силу и скорость?
Мощность транспортного средства, например автомобиля, удобно выражать не через работу и время, а через силу и скорость.
Пусть сила направлена вдоль перемещения тела. Обозначим модуль скорости 
а модуль силы 
Тогда работа силы 
Подставляя это выражение в формулу для мощности 
получаем 
то есть мощность равна произведению силы на скорость.
Это объясняет, почему водитель переключает двигатель на малую скорость, когда автомобиль едет вверх по склону или по плохой дороге: для увеличения силы тяги необходимо уменьшить скорость движения.
Механика.
2014
