- Главная
- Наука и образование
- Средняя сила удара падающего тела
Средняя сила удара падающего тела
Скорость перед контактом
Введите данные - результат обновится автоматически.
6.264 м/с
- Кинетическая энергия перед контактом
- 196.20 Дж
- Средняя сила контакта
- 2060.10 Н
Часть значений появится, когда заполните остальные поля.
Расчёт справочный и не заменяет консультацию специалиста.
Укажите массу, высоту до первого контакта и фактическую глубину деформации или иной путь остановки после контакта.
Описание
Путь торможения — главный неизвестный параметр; без него среднюю силу нельзя получить из одной высоты. Расчёт подходит только для вертикального падения из покоя при пренебрежимо малом сопротивлении воздуха и без отскока. Для прочности, травмобезопасности и пиковых усилий нужны свойства материалов и динамическая модель.
Как считается
По теореме о работе и энергии перед контактом квадрат скорости равен удвоенному произведению ускорения свободного падения и высоты; энергия равна произведению массы, ускорения и высоты. Во время вертикальной остановки тяжесть продолжает совершать работу на пути торможения. Поэтому средняя реакция поверхности равна весу тела, умноженному на сумму единицы и отношения высоты падения к пути торможения. При массе 10 кг, высоте 2 м, пути 0,1 м и ускорении 9,81 м/с² энергия равна 196,2 Дж, а средняя сила 2060,1 Н. Это средняя контактная сила по пути деформации, не мгновенный максимум и не постоянная сила во времени. Ускорение пользователь может уточнить.
Пример расчёта
- Масса падающего тела
- 10 кг
- Высота свободного падения до контакта
- 2 м
- Путь торможения при контакте
- 10 см
- Ускорение свободного падения
- 9,81 м/с²
- Скорость из свободного падения
- 6,264 м/с
- Энергия перед контактом
- 196,20 Дж
- Средняя сила реакции во время торможения
- 2 060,10 Н
Числа взяты из контрольного примера калькулятора - на них он проверяется тестами.
Частые вопросы
Почему высоты и массы недостаточно?
Одна и та же энергия рассеивается на разном пути. Чем меньше путь остановки, тем больше средняя сила при прочих равных.
Почему в формуле есть добавка веса тела?
Во время остановки тело смещается вниз ещё на путь торможения, и сила тяжести совершает дополнительную работу.
Можно ли использовать результат как пиковую нагрузку?
Нет. Пик зависит от диаграммы деформации, скорости, геометрии и материала; здесь находится только средняя сила.
Источники
Комментарии (0)
Комментариев пока нет.





