La fuerza de impacto se calcula encontrando la relación entre el cambio en el momento del objeto involucrado en la colisión y el período de tiempo de la colisión. La fórmula para calcular la fuerza del impacto es:

F = Δp/Δt, donde Δp es el cambio de impulso y Δt es el período de tiempo.

¿Qué es la fuerza de impacto?

La fuerza de impacto se define como una situación en la que se realiza algún trabajo para mover un objeto una distancia específica. Puede interpretarse como la fuerza que se produce cuando dos elementos chocan. Una colisión de objetos ocurre cuando un objeto choca con otro. La fuerza del impacto tiene un impacto enorme sobre un objeto en un corto período de tiempo. Se denota con el símbolo F, donde la unidad de medida es Newton (N) y la fórmula dimensional viene dada por [M¹l¹t^-2]. Su fórmula es igual al producto de la masa y la velocidad de un cuerpo por el doble del tiempo transcurrido. En otras palabras, es la relación entre la energía cinética que posee un cuerpo y la distancia recorrida por él.

Fórmula de fuerza de impacto

F = mv/2t

dónde,

F es la fuerza de impacto,

m es la masa del cuerpo,

v es la velocidad del cuerpo,

t es el tiempo necesario.

Prueba de la fórmula

Considere un objeto de masa metro que se mueve con una velocidad en cuando algunos trabajan EN se hace en ello. La fuerza aplicada es F y mueve el objeto a una distancia de d unidades para t segundos.

Sabemos que el trabajo realizado es igual al producto de la fuerza aplicada por la distancia recorrida.

W = Fd ⇢ (1)

Además, el trabajo realizado es igual a la energía cinética del cuerpo.

W = K.E. = 1/2 mv²⇢ (2)

De (1) y (2) obtenemos,

Fd = 1/2 mv²

F = mv²/2d

Poniendo d = vt, obtenemos,

F = mv²/2vt

F = mv/2t

De aquí se deriva la fórmula para la fuerza de impacto que actúa sobre un cuerpo.

Problemas de muestra

Consideremos algunos problemas para descubrir cómo utilizar esta fórmula.

Problema 1: Calcule la fuerza de impacto que actúa sobre un objeto de 2 kg de masa y velocidad de 4 m/s durante 2 segundos.

Solución:

La fuerza del impacto actúa sobre este objeto con una masa de 2 kg y que se mueve a una velocidad de 4 m/s durante 2 segundos. Por eso,

metro = 2

v = 4

t = 2

Usando la fórmula obtenemos,

F = mv/2t

= 2 (4) / 2 (2)

= 8/4

= 2norte

Por tanto, la fuerza de impacto que actúa sobre el objeto es de 2 Newtons.

Problema 2: Calcule la fuerza de impacto que actúa sobre un objeto de 3 kg de masa y velocidad de 8 m/s durante 3 segundos.

Solución:

Para calcular la fuerza de impacto, los valores dados para este problema son:

metro = 3

v = 8

t = 3

c número aleatorio

Usando la fórmula obtenemos,

F = mv/2t

= 3 (8) / 2 (3)

= 24/6

= 4norte

Por tanto, la fuerza de impacto que actúa sobre el objeto es de 4 Newtons.

Problema 3: Calcula la masa del cuerpo si la fuerza de impacto que actúa sobre un objeto es de 10 N y la velocidad es de 5 m/s durante 4 segundos.

Solución:

En este problema, necesitamos calcular la masa de un objeto dada la fuerza, la velocidad y el tiempo del impacto. Los valores dados son:

F = 10

v = 5

t = 4

Usando la fórmula obtenemos,

F = mv/2t

=> m = 2 pies/v

= 2 (10) (4) / 5

= 16 kilogramos

Por tanto, la masa del objeto es 16 kg.

Problema 4: Calcula la velocidad del cuerpo si la fuerza de impacto que actúa sobre un objeto es de 14 N y la masa es de 2 kg durante 2 segundos.

Solución:

Aquí, necesitamos determinar la velocidad de un objeto dada la fuerza del impacto, la masa y el tiempo. Tenemos,

F = 14

metro = 2

t = 2

Usando la fórmula obtenemos,

F = mv/2t

=> v = 2 pies/m

= 2 (14) (2) / 2

= 28 m/s

Por tanto, la velocidad del objeto es 28 m/s.

Problema 5: Calcula el tiempo que tarda el cuerpo si la fuerza de impacto que actúa sobre un objeto es de 30 N, la masa es de 4 kg y la velocidad es de 15 m/s.

Solución:

Para calcular el tiempo que tarda un objeto dados los valores de fuerza, masa y velocidad del impacto como:

F = 30

metro = 4

v = 15

Usando la fórmula obtenemos,

F = mv/2t

=> t = mv/2F

= 4 (15) / 2 (30)

= 60/60

= 1 s

Entonces, el tiempo que tarda el objeto es 1 segundo.

Problema 6: Calcula la fuerza de impacto que actúa sobre un objeto de energía cinética 20 J si la distancia recorrida es de 2 m.

Solución:

Los valores dados son:

Energía Cinética (E) = 20 J

Distancia recorrida (d) = 2 m

Sabemos que para determinar la fuerza de impacto tenemos una fórmula: F = E/d, donde F es la fuerza de impacto, E es energía cinética y d es la distancia recorrida.

Por lo tanto, usando la fórmula obtenemos,

F = E/d

= 20/2

= 10 norte

Es decir, la fuerza de impacto que actúa sobre el objeto es de 10 Newtons.

Problema 7: Calcula la energía cinética de un cuerpo si la fuerza de impacto que actúa sobre un objeto es de 40 N y la distancia recorrida es de 4 m.

Solución:

Los valores dados para calcular la energía cinética de un cuerpo son:

Fuerza de impacto (F) = 40

Distancia recorrida (d) = 4

Usando la fórmula obtenemos,

F = E/d

=> E = Fd

= 40 (4)

= 160J

Por tanto, la energía cinética del cuerpo es de 160 julios.