La force d'impact est calculée en trouvant le rapport entre la variation de l'élan du ou des objets impliqués dans la collision et la période de collision. La formule de calcul de la force d'impact est la suivante :
F = Δp/Δt, où Δp est le changement de quantité de mouvement et Δt est la période de temps.
Shehzad Poonawala
Qu’est-ce que la force d’impact ?
La force d'impact est définie comme une situation dans laquelle un travail est effectué pour déplacer un objet sur une distance spécifique. Elle peut être interprétée comme la force produite lorsque deux objets entrent en collision. Une collision d'objets se produit lorsqu'un objet entre en collision avec un autre. La force d’impact a un impact énorme sur un objet en peu de temps. Il est désigné par le symbole F, où l'unité de mesure est le Newton (N) et la formule dimensionnelle est donnée par [M1L1T-2]. Sa formule est égale au produit de la masse et de la vitesse d'un corps par le double du temps nécessaire. En d’autres termes, c’est le rapport entre l’énergie cinétique possédée par un corps et la distance parcourue par celui-ci.
Formule de force d'impact
F = mv/2t
où,
F est la force d'impact,
m est la masse du corps,
v est la vitesse du corps,
c'est le temps pris.
Preuve de la formule
Considérons un objet de masse m qui se déplace avec une vitesse dans quand certains travaillent DANS est fait dessus. La force appliquée est F et il déplace l'objet à une distance de d unités pour t secondes.
Nous savons que le travail effectué est égal au produit de la force appliquée et de la distance parcourue.
W = Fd ⇢ (1)
De plus, le travail effectué est égal à l’énergie cinétique du corps.
W = K.E. = 1/2 mV2⇢ (2)
De (1) et (2) on obtient,
Fd = 1/2 mV2
F = mv2/2j
En mettant d = vt, on obtient,
F = mv2/2vt
F = mv/2t
De là découle la formule de la force d’impact agissant sur un corps.
Exemples de problèmes
Considérons quelques problèmes pour savoir comment utiliser cette formule.
Problème 1 : Calculer la force d'impact agissant sur un objet de masse 2 kg, vitesse 4 m/s pendant 2 secondes.
Solution:
La force d'impact agissant sur cet objet d'une masse de 2 kg et se déplaçant à une vitesse de 4 m/s pendant 2 secondes. Ainsi,
m = 2
v = 4
t = 2
En utilisant la formule que nous obtenons,
F = mv/2t
= 2 (4) / 2 (2)
= 8/4
= 2N
La force d’impact agissant sur l’objet est donc de 2 Newtons.
Problème 2 : Calculer la force d'impact agissant sur un objet de masse 3 kg, vitesse 8 m/s pendant 3 secondes.
Solution:
Pour calculer la force d'impact, les valeurs données pour ce problème sont :
m = 3
v = 8
t = 3
En utilisant la formule que nous obtenons,
F = mv/2t
= 3 (8) / 2 (3)
= 24/6
= 4N
La force d’impact agissant sur l’objet est donc de 4 Newtons.
Problème 3 : Calculez la masse du corps si la force d'impact agissant sur un objet est de 10 N et la vitesse est de 5 m/s pendant 4 secondes.
Solution:
Dans ce problème, nous devons calculer la masse d’un objet en fonction de la force d’impact, de la vitesse et du temps. Les valeurs données sont :
F = 10
v = 5
t = 4
En utilisant la formule que nous obtenons,
F = mv/2t
=> m = 2 pieds/v
= 2 (10) (4) / 5
java obtient la date actuelle= 16 kg
La masse de l’objet est donc de 16 kg.
Problème 4 : Calculez la vitesse du corps si la force d'impact agissant sur un objet est de 14 N et la masse est de 2 kg pendant 2 secondes.
Solution:
Ici, nous devons déterminer la vitesse d’un objet en fonction de la force d’impact, de la masse et du temps. Nous avons,
F = 14
m = 2
t = 2
En utilisant la formule que nous obtenons,
F = mv/2t
=> v = 2 pieds/m
= 2 (14) (2) / 2
= 28 m/s
La vitesse de l’objet est donc de 28 m/s.
Problème 5 : Calculez le temps mis par le corps si la force d'impact agissant sur un objet est de 30 N, la masse est de 4 kg et la vitesse est de 15 m/s.
Solution:
Pour calculer le temps nécessaire à un objet en fonction des valeurs de force d'impact, de masse et de vitesse telles que :
F = 30
m = 4
v = 15
En utilisant la formule que nous obtenons,
F = mv/2t
=> t = mv/2F
= 4 (15) / 2 (30)
= 60/60
= 1 s
Ainsi, le temps mis par l'objet est de 1 seconde.
Problème 6 : Calculer la force d'impact agissant sur un objet d'énergie cinétique 20 J si la distance parcourue est de 2 m.
Solution:
Les valeurs données sont :
Énergie cinétique (E) = 20 J
Distance parcourue (d) = 2 m
Nous savons que pour déterminer la force d'impact, nous avons une formule : F = E/d, où F est la force d'impact, E est l'énergie cinétique et d est la distance parcourue.
Par conséquent, en utilisant la formule que nous obtenons,
F = E/j
= 20/2
= 10 N
C'est-à-dire que la force d'impact agissant sur l'objet est de 10 Newtons.
Problème 7 : Calculer l'énergie cinétique d'un corps si la force d'impact agissant sur un objet est de 40 N et la distance parcourue est de 4 m.
Solution:
Les valeurs données pour calculer l'énergie cinétique d'un corps sont :
Force d'impact (F) = 40
Distance parcourue (d) = 4
En utilisant la formule que nous obtenons,
F = E/j
=> E = Fd
= 40 (4)
= 160 J
L’énergie cinétique du corps est donc de 160 Joules.