Kandungan
Kekuatan bertindak pada titik putaran ketapel untuk melancarkan objek melalui udara, selalunya sebagai senjata. Daya pendorong ketapel paling baik diukur sebagai '' momen '', atau jumlah daya putaran yang dihantar ke lengan ketapel. Daya yang dihasilkan pada proyektil adalah fungsi dari pecutan putaran dan tangen yang diinduksi oleh lengan di dalamnya. Perhatikan bahawa momen dan daya yang dihasilkan pada proyektil berbeza semasa pergerakan ketapel.
Langkah 1
Hitungkan momen lengan ketapel. Momen itu sama dengan daya yang bertindak tegak lurus dengan lengan katapel kali jaraknya dari titik putaran lengan. Sekiranya daya diberikan oleh berat, daya tegak lurus sama dengan berat kali sinus sudut antara kabel berat dan lengan ketapel. Sinus adalah fungsi trigonometri.
Langkah 2
Hitungkan momen polar lengan ketapel. Ini adalah ukuran ketahanan terhadap putaran objek. Momen polar inersia objek generik sama dengan integral setiap unit jisim tak terhingga kali persegi setiap unit jarak jisim dari titik putaran. Integral adalah fungsi pengiraan. Anda mungkin mahu mendekati lengan ketapel sebagai batang seragam, di mana momen inersia kutub akan menjadi sepertiga dari jisim lengan kali persegi panjangnya:
I = (m * L ^ 2) / 3.
Langkah 3
Hitung pecutan sudut. Ia mudah dijumpai dengan membahagikan momen pada bila-bila masa dengan momen inersia kutub:
a = M / I.
Langkah 4
Hitung pecutan normal dan tangen pada projektil. Pecutan tangensial menggambarkan peningkatan halaju linear objek dan sama dengan pecutan sudut kali panjang lengan. Pecutan normal, juga disebut pecutan sentripetal, bertindak tegak lurus dengan kelajuan sekejap objek dan sama dengan kelajuan kuasa dua dibahagi dengan panjang lengan:
a = (v ^ 2) / L.
Adalah mungkin untuk mendekati kepantasan pada setiap titik waktu, mengalikan waktu yang berlalu dengan percepatan sudut rata dan panjang lengan:
v = a * t * L.
Langkah 5
Gunakan Hukum Ke-2 Newton - gaya sama dengan pecutan massa kali - untuk mengubah pecutan objek menjadi kekuatan yang disebabkan oleh ketapel. Gandakan komponen pecutan tangen dan normal dengan jisim objek untuk memperoleh dua daya.
Langkah 6
Gabungkan dua komponen daya menjadi satu daya yang dihasilkan. Oleh kerana daya normal dan tangen bertindak tegak lurus antara satu sama lain, adalah mungkin untuk menggunakan teorema Pythagoras untuk mencari besarnya daya yang dihasilkan:
a ^ 2 + b ^ 2 = c ^ 2, di mana '' a '' dan '' b 'adalah komponen kekuatan dan' 'c' 'adalah hasilnya.