平均力公式

力通常被定义为由于一个项目与另一个项目的接触而对一个项目的推或拉。当两个事物之间发生这种相互作用时，就会对两个事物施加一个力。这种相互作用将导致对每个项目施加力。有时可能会对单个对象施加多个力。在这种情况下，需要计算平均力，这将在下面讨论。

平均力

物品在给定时间段内以给定速率（即速度）行进所产生的力称为平均力。

术语“平均”用于表示该速度不是精确测量的或“瞬时的”。因此，在给定的持续时间内，平均力等于质量和平均速度的乘积。平均力的大小和方向都是矢量变量。

公式

如果时间段用 t 表示，则力将是动量变化的周期性。当有多个时间段时，平均力是动量的变化率。

它表示为以下公式：

$F=\frac{m(V_f-V_i)}{\Delta t}$

where,

• m depicts the mass of the object
• V_f and V_i are the final and initial values of velocity, respectively
• Δt is the time.

示例问题

问题 1. 一个质量为 4 kg 的球以 6 m/s 的速度滚动 12 秒。计算其平均力。

解决方案：

Given: m = 4 kg, V_i = 0 m/s, V_f = 6 m/s, Δt = 12 s

Since, F = $\frac{m(V_f-V_i)}{\Delta t}$

⇒ F = 4 (6 – 0)/12

F = 2 N

问题 2. 质量为 600 kg 的汽车以 20 m/s 的速度在 5 秒内完全停止。典型的制动力是多少？

解决方案：

Given: m = 600 kg, V_i = 20 m/s, V_f = 0 m/s, Δt = 5 s

Since, v = u + at

⇒ a = v – u/t

⇒ a = 0 – 20/5 = -4 m/s

Since, F = ma

⇒ F = 600 x 4

F = 2400 N

问题 3. 如果一个质量为 50 kg 的物体以 6 m/s 的速度滚动 3 秒，它所受的平均力是多少。

解决方案：

Given: m = 50 kg, Vi = 0 m/s, Vf = 6 m/s, Δt = 5 s

Since, F = $\frac{m(V_f-V_i)}{\Delta t}$

⇒ F = 4 (6 – 0)/3

F = 8 N

问题 4. 在 0.5 秒内停止一个动量为 p 的物体需要多少平均力？

解决方案：

Given: Initial momentum = P_i = p

Final momentum = P_f = 0

Average force = ΔP/Δt

= 0 – p/0.5

F = 2p N

问题 5. 在 2 秒内停止动量为 4 的物体需要多少平均力？

解决方案：

Given: Initial momentum = P_i = 4

Final momentum = P_f = 2

Average force = ΔP/Δt

= 0 – 4/2

F = 2 N