Você não pode calcular a força de impacto de um objeto de 100 kg caindo 2 metros sem saber quanto tempo leva para parar. Aqui está o porquê:
Força de impacto e impulso *
força é um empurrão ou puxão que causa uma mudança no movimento de um objeto.
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impulso é a mudança no momento de um objeto. É o produto da força e o tempo sobre o qual essa força age.
A equação A relação entre força de impacto, impulso e tempo é:
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impulso (j) =force (f) × tempo (t) Como estamos lidando com uma mudança de impulso, também podemos expressar impulso como:
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impulso (j) =alteração no momento (Δp) =massa (m) × (velocidade final (v_f) - velocidade inicial (v_i)) A peça que falta Para calcular a força de impacto, precisamos saber quanto tempo leva para o objeto descansar após o impacto.
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Cenário 1: Se o objeto atingir uma superfície muito dura e parar quase instantaneamente (por exemplo, concreto), a força de impacto será muito alta.
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Cenário 2: Se o objeto atingir uma superfície mais macia (por exemplo, uma pilha de almofadas), o tempo de impacto será mais longo e a força de impacto será menor.
Como encontrar a força de impacto: 1.
Calcule a velocidade final do objeto (v_f) pouco antes do impacto. Você pode usar a seguinte equação para queda livre:
* v_f² =v_i² + 2 * a * d
* Onde:
* v_i =velocidade inicial (0 m/s neste caso)
* a =aceleração devido à gravidade (9,8 m/s²)
* D =distância (2 metros)
2.
Calcule a mudança no momento (ΔP) subtraindo o momento inicial (0) do momento final (massa x velocidade final). 3.
meça ou estimar o tempo (t) é necessário para que o objeto pare após o impacto. 4.
Use a equação:força (f) =impulso (Δp) / tempo (t) Exemplo: Digamos que o objeto atinge uma superfície e descanse em 0,1 segundos.
1.
Calcule a velocidade final: v_f² =0² + 2 * 9,8 * 2 =39,2, então v_f =√39,2 ≈ 6,26 m/s
2.
Calcule a mudança no momento: ΔP =100 kg * (6,26 m/s - 0 m/s) =626 kg * m/s
3.
Use a equação: Força (f) =626 kg*m / s / 0,1 s =6260 n
Nota importante: Este cálculo é uma aproximação. Na realidade, as forças de impacto podem ser complexas e depender de vários fatores, como a elasticidade dos materiais envolvidos, o ângulo de impacto e muito mais.
