物体的撞击力与速度的平方成正比-

物体的撞击力与速度的平方成正比

运动物体撞击地面所受到的冲击力会与什么有关呢?我们可以根据动量守恒原理分析冲击力,MV=Ft,当撞击时间t一定时,质量M一定时,撞击速度与冲击力F成正比。当撞击速度增加10倍,冲击力也会跟着增加10倍。

问题不是这么简单,当撞击速度增加10倍时,如果还是那么长的距离的撞击过程或物质形变过程,意味着撞击时间会是之前的十分之一。也就是说,撞击时间与撞击速度成反比。

由于,冲击力已经与冲击速度成正比了,加上冲击时间与冲击速度成反比,这意味着实际的冲击力与冲击速度的平方成正比。当冲击速度提高10倍,冲击力就会提高到100倍。

实际情况会略微复杂一些,撞击物体的变形幅度会随着冲击力的增大而变大,被撞击的地面的变形幅度也会随着撞击力的增大而变大。因此,考虑到物体或地面变形程度的增大,实际上的撞击力会偏小一些。偏小的程度取决于物体或地面变形增大的程度。

由于地面或物体的硬度或分子作用力是有限的,当撞击速度达到某个水平时,产生的撞击力就会破坏物体或地面的正常的弹性形变,而产生破坏性形变。这意味着撞击位移会较大,这会拉大撞击时间,减少撞击力。就是如此情况,提高撞击速度依然会继续增大实际上的撞击力。此时撞击力的主要构成是依靠加速被撞击物质所需要的动力。也就是让被撞击物质产生较大的加速度,这个产生加速度的过程中,需要较大的力,这个力是撞击力的重要构成部分。

产生的加速度越大,占据撞击力的比例就越大。撞击速度越大,被撞击物质,被加速度效应的物质总量就越多。比如,撞击地面,撞击速度越大,地面物质被加速度效应的物质总量就越大,所分担的撞击力就越多。当然,撞击力越大,产生的平均加速度也越大,所分担的撞击力也越大。

被撞击物质的形变或分子力的破坏所消耗的撞击力是存在最大值的,这个力不会一直增大。撞击速度越大,被撞击物体的形变或分子力所消耗的撞击力比例就越小,被撞击物质加速度消耗的撞击力比例就越大。

汽车速度每小时近百千米,撞击效果是很严重的,车内乘员死亡风险就不小了。当速度倍增,同样情况下,撞击力会提高4倍,车内乘员身体受到的损伤就大多了。由于汽车或被撞击对象的物质变形幅度较大,以及汽车的速度因为撞击而变化幅度较大,这大大减弱了撞击力。保护了车内乘员。

但是,同样的撞击速度对于火车来说就明显不一样了。钢铁火车头很坚硬,变形幅度很小,且火车质量很大,撞击后速度变化很小,这导致人体或动物与火车相碰,撞击力会表现得较大,人体或动物会被碰碎。

如果是六七百千米每小时运行速度的飞机撞击地面,产生的撞击力就大多了,飞机会被撞碎,飞机里面的人体也会被撞碎。

物体的撞击力与速度的平方成正比

展开阅读全文

更新时间:2024-09-03

标签:分子力   物体   速度   乘员   加速度   冲击力   幅度   地面   物质   较大

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2008-2024 All Rights Reserved. Powered By bs178.com 闽ICP备11008920号-3
闽公网安备35020302034844号

Top