碰撞過程產(chǎn)生的沖力具有瞬時(shí)和突變的特點(diǎn),并存在于生產(chǎn)生活各個(gè)方面,受到人們關(guān)注。通過基于傳感器的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)字采集系統(tǒng)測(cè)量?jī)晌矬w發(fā)生正碰時(shí)沖力及物體速度的實(shí)時(shí)變化,利用動(dòng)量守恒定理驗(yàn)證沖力測(cè)量的準(zhǔn)確性。以此為基礎(chǔ),測(cè)量、比較了同等條件下,不同品牌、不同材質(zhì)外殼的移動(dòng)電源在碰撞過程受到的最大沖力。實(shí)驗(yàn)證明平均沖力并不能反映最大沖力的大小,在進(jìn)行外殼設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮最大沖力,以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 

【文章來源】：實(shí)驗(yàn)室科學(xué). 2020,23(02)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖1 兩物體碰撞示意圖

由圖2發(fā)現(xiàn),小車先沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在2.988s速度變化開始變緩,加速度變小;3.087s后速度銳減,而在3.147～3.186s時(shí)間內(nèi)(圖2插入圖的虛線區(qū)域)呈現(xiàn)反向速度增加趨勢(shì)變緩并于3.166s達(dá)到最大,而后反向速度變小。虛線過程意味著在這段時(shí)間內(nèi)物體A所受到?jīng)_力較小,且物體A的加速度方向發(fā)生改變�？梢娕鲎策^程發(fā)生于t1=2.988s和t2=3.186s之間,碰前及碰后瞬間小車的速度分別為v1=0.42m/s,v2=-0.19m/s,可見碰撞前后小車的動(dòng)量變化了Δp=m(v2-v1)=-0.51kg·m/s。圖3 沖力隨時(shí)間變化曲線

圖2 速度隨時(shí)間變化曲線在圖3中,可以觀察到小車A與物體B之間沖力的變化情況,從圖中可見其大小隨時(shí)間非線性變化,同時(shí),在圖3虛線區(qū)域發(fā)現(xiàn)沖力驟然變小且變化趨勢(shì)變緩,驗(yàn)證了圖2插入圖虛線部分的速度變化情況,而沖力虛線區(qū)域的時(shí)間相對(duì)于速度略有不同是由于兩種傳感器采集頻率及反應(yīng)時(shí)間不同造成。利用origin軟件直接求得t1和t2之間曲線面積為0.5015N·s,也就是碰撞過程中小車受到的沖量的大小I,其方向與v1相反,其大小與A車動(dòng)量變化量的百分誤差,可見,碰撞過程中遵守動(dòng)量守恒定理,所測(cè)得沖力結(jié)果較為正確。

【參考文獻(xiàn)】：
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