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Comment calculer Catapult travail

Comment calculer Catapult travail

Une force agit sur le point de rotation d'une catapulte pour lancer un objet dans l'air, souvent comme une arme. La force motrice de la catapulte est mieux mesurée comme un «moment», ou la quantité de force de rotation imprimé au bras de la catapulte. La force résultante sur le projectile est une fonction des accélérations tangentielles de rotation et que le bras induit sur elle. Notez que la fois le moment et force résultante sur le projectile varient tout au long de la motion de la catapulte.

Instructions


•  Calculer le moment sur ​​le bras de la catapulte. Le moment est égale à la force agissant perpendiculairement aux heures de bras de la catapulte sa distance du point de rotation du bras. Si la force est fournie par un poids, la force perpendiculaire est égal au poids fois le sinus de l'angle entre le câble du poids et du bras de la catapulte. Sine est une fonction trigonométrique.

•  Calculez le moment d'inertie polaire du bras de la catapulte. Moment d'inertie polaire est une mesure de la résistance à la rotation d'un objet. Le moment d'inertie polaire d'un objet générique est l'intégrale de chacune de ses unités infinitésimales de la masse multipliée par le carré de chaque masse 'à distance de l'unité du point de rotation. L'intégrale est une fonction basée calcul. Vous pouvez rapprocher le bras catapulte comme une tige uniforme, dans ce cas, le moment d'inertie polaire deviendrait un tiers de la masse de l'époque de bras le carré de sa longueur: I = (m * L ^ 2) / 3.

•  Calculer l'accélération angulaire. L'accélération angulaire est facilement trouvé en divisant le moment en un point quelconque dans le temps par le moment d'inertie polaire: a = M / I.

•  Calculer les accélérations normales et tangentielles sur le projectile. L'accélération tangentielle décrit comment rapide la vitesse linéaire de l'objet augmente, et est égal au temps d'accélération angulaire longueur du bras. L'accélération normale, aussi appelé accélération centripète agit perpendiculaire à la vitesse instantanée de l'objet et est égal à la vitesse au carré divisée par la longueur du bras: a = (v ^ 2) / L. Vous pouvez approcher la vitesse à tout moment par multipliant le temps qui se est écoulé par l'accélération angulaire moyenne et la longueur de bras: v = a * t * L.

La deuxième loi de Newton --- •  Utilisez la force est égale à la masse multipliée accélération --- pour convertir les accélérations de l'objet dans les forces induites par la catapulte. Multipliez les composantes tangentielle et normale de l'accélération par la masse de l'objet pour obtenir deux forces.

•  Combiner les deux composantes de la force en une seule force résultante. Parce que les forces normales et tangentielles agissent perpendiculaire à l'autre, vous pouvez utiliser le théorème de Pythagore pour trouver la grandeur de la force résultante: a ^ 2 + b ^ 2 = c ^ 2, où "a" et "b" sont des forces composants et "c" est la résultante.




        

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