Contenido
- Carga dinámica impuesta por gravedad (vertical)
- Paso 1
- Paso 2
- Paso 3
- Calcular la carga dinámica impuesta por fuerzas horizontales
- Paso 1
- Paso 2
- Paso 3
La dinámica es el estudio de las fuerzas que actúan sobre los objetos y que los hacen interactuar entre sí. Mientras que la estática estudia las fuerzas sobre los objetos en reposo, la dinámica se refiere a las fuerzas (impulso o empuje) que se aplican a los objetos cuando cambian de velocidad (aceleración). La masa define la resistencia del objeto al cambio de velocidad, y el peso corresponde a una fuerza que atrae al objeto al centro de la Tierra debido a la aceleración (tasa de cambio de velocidad) de la gravedad terrestre que actúa sobre su masa. La carga dinámica corresponde a una fuerza aplicada a un sistema debido al hecho de que está acelerando un objeto en una determinada dirección.
Carga dinámica impuesta por gravedad (vertical)
Paso 1
Defina la aplicación para calcular la carga dinámica: una báscula en un ascensor es un buen método a utilizar. Un adulto que pese 68 kg en una báscula en el ascensor ubicado a nivel del piso verá sus 68 kg al presionar el botón del piso 20. El ascensor se eleva a una aceleración de cinco metros cada cuatro segundos. Sabiendo que se necesitan cuatro segundos para que un objeto en reposo acelere a esa velocidad, será posible calcular la carga dinámica que se leerá en la escala durante el período de cuatro segundos de aceleración hacia arriba.
Paso 2
Calcula la tasa instantánea de aceleración.Dado que el ascensor tarda cuatro segundos en alcanzar una velocidad de 5 m / s, la aceleración media es: 5 m / s² / 4 s = 1,25 metros por segundo cuadrado.
Paso 3
Calcule la carga dinámica del ascensor durante la aceleración vertical utilizando la Segunda Ley de Newton, donde F (fuerza) = m (masa) x a (aceleración). Sustituya los valores establecidos en esta fórmula (carga dinámica): Fuerza = 68 kg x [(9,75 - 1,21) m / s² / aceleración por gravedad (9,75 m / s²)] = 76,5 kg. La báscula leerá 68 kg durante el reposo en el suelo y 76,5 kg durante los cuatro segundos de aceleración vertical a 1,25 metros por segundo cuadrado.
Calcular la carga dinámica impuesta por fuerzas horizontales
Paso 1
Defina la fórmula de carga dinámica horizontal. En este ejemplo, un vehículo de 1,36 toneladas acelera de cero a 96,4 kilómetros por hora. Con esta información, puede calcular la carga dinámica de las ruedas del vehículo.
Paso 2
Calcula la tasa de aceleración del vehículo. 28 m / s / 7.2 s, lo que da un promedio de 3.72 metros por segundo cuadrado.
Paso 3
Calcule la carga dinámica ejercida sobre las ruedas resolviendo la fórmula F = m x a, Segunda ley de Newton. Reemplazando los valores dados, F = 1360 kg x 3,72 m / s² / 9,8 m / s² o 1360 x 0,3795 = 503 kg, que representan la carga dinámica ejercida sobre las ruedas para acelerar el automóvil.