К содержимому
kalqulyator.ru
Личный кабинет

Меню

Средняя сила удара падающего тела

Сообщите об ошибке или неточности

Опишите найденную неточность.

Осталось 1000 символов

Разместить у себя

Настройте калькулятор и скопируйте код на свой сайт.

Код для вставки

<script src="https://kalqulyator.ru/embed.js" data-calc="b02-falling-impact-average-force" data-mode="button" data-theme="light" data-accent="#1d4ed8" data-text-color="#172033" data-card-bg="#ffffff" data-size="adaptive" async></script>
Как вставить
  1. Tilda: добавьте блок HTML-кода и вставьте строку.
  2. WordPress: добавьте блок "Пользовательский HTML" и вставьте строку.
  3. Обычный HTML: вставьте строку в нужное место страницы.

Предпросмотр

Данные для расчёта

кг
м
см
м/с²

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.
Заказать калькулятор под ваш сайт

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.

Оставить комментарий

Комментарий появится после проверки

Связаться с поддержкой

Напишите, чем мы можем помочь.

Вход в кабинет

Забыли пароль?