Conţinut

• paşi

Accelerația reprezintă viteza de modificare a vitezei unui obiect pe măsură ce se mișcă. Dacă viteza unui obiect rămâne constantă, înseamnă că nu se accelerează. Accelerarea are loc numai atunci când viteza obiectului se schimbă. Dacă viteza variază la o viteză constantă, spunem că obiectul se mișcă cu accelerație constantă. Puteți calcula viteza de accelerație (în metri pe secundă) în funcție de timpul necesar pentru a varia de la o viteză la alta sau rezultatul forțelor aplicate obiectului.

paşi

Partea 1 din 3: Calculați accelerația medie folosind viteze

1. 

   Înțelegeți definiția ecuației. Puteți calcula accelerația medie a unui obiect pentru o anumită perioadă de timp din viteza acestuia (adică viteza mișcării sale într-o direcție specifică) la începutul și sfârșitul acelei perioade. Pentru aceasta, trebuie să cunoașteți ecuația de accelerație care este dată de a = Δv / Δt, Unde reprezintă accelerația medie, Av reprezintă variația vitezei și At reprezintă variația timpului.
   • Unitatea de măsură pentru accelerație este metru pe secundă pătrat (simbol: m / s).
   • Accelerarea este o cantitate vectorială, adică prezintă modul și direcție. Modulul reprezintă valoarea totală a accelerației, în timp ce direcția ne spune orientarea mișcării obiectului (verticală sau orizontală). Dacă viteza obiectului scade, valoarea accelerației sale va fi negativă.

2. 

   
   
   Înțelegeți variabilele din ecuație. Puteți extinde termenii Av și At în Δv = v_f - v_eu și Δt = t_f - t_eu, Unde v_f reprezintă viteza finală, v_eu reprezintă viteza inițială, T_f reprezintă timpul final și T_eu reprezintă ora de pornire.
   • Deoarece accelerația are o direcție, este important să scădem mereu viteza inițială de la viteza finală. Dacă schimbați ordinea vitezei, direcția accelerării dvs. va fi incorectă.
   • Timpul de pornire este de obicei egal cu 0 (cu excepția cazului în care este menționat în întrebare).

3. 

   
   
   Aplicați formula pentru a găsi accelerația. Pentru a începe, scrieți ecuația și toate variabilele sale. Ecuația, așa cum am văzut mai sus, este a = Δv / Δt = (v_f - v_eu) / (t_f - t_eu). Trageți viteza inițială de la viteza finală și apoi împărțiți rezultatul la intervalul de timp. Rezultatul diviziunii va fi egal cu valoarea medie de accelerație pe care obiectul a trecut-o în această perioadă de timp.
   • Dacă viteza finală este mai mică decât viteza inițială, accelerația va fi o valoare negativă sau rata de decelerare a obiectului.
   • Exemplul 1: o mașină de curse accelerează uniform de la 18,5 m / s la 46,1 m / s în 2,47 secunde. Găsiți valoarea accelerării dvs. medii.
     • Scrieți ecuația: a = Δv / Δt = (v_f - v_eu) / (t_f - t_eu)
     • Alocați valorile variabilelor: v_f = 46,1 m / s, v_eu = 18,5 m / s, T_f = 2,47 s, T_eu = 0 s.
     • Rezolvați ecuația: = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s.
   • Exemplul 2: un motociclist se deplasează la 22,4 m / s și motocicleta lui 2,55 s după utilizarea frânei. Găsiți valoarea încetinirii dvs.
     • Scrieți ecuația: a = Δv / Δt = (v_f - v_eu) / (t_f - t_eu)
     • Alocați valorile variabilelor: v_f = 0 m / s, v_eu = 22,4 m / s, T_f = 2,55 s, T_eu = 0 s.
     • Rezolvați ecuația: = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s.

Partea 2 din 3: Calculați accelerația folosind forța rezultată

1. 

   
   
   Înțelegeți definiția celei de-a doua legi din Newton. A doua lege a Newton (numit și principiul fundamental al dinamicii) afirmă că un obiect accelerează atunci când forțele care acționează asupra lui sunt în afara echilibrului. Această accelerație depinde de forțele rezultate care acționează asupra obiectului și a masei obiectului. Prin această lege, accelerația poate fi calculată atunci când o forță cunoscută acționează asupra unui obiect de masă cunoscută.
   • A doua lege din Newton poate fi exprimat prin ecuație F_rezultând = m x a, Unde F_rezultând reprezintă forța rezultată care se aplică obiectului, m reprezintă masa obiectului și reprezintă accelerarea obiectului.
   • Când utilizați această ecuație, utilizați unitățile de măsură SI (Sistemul internațional de unități). Utilizați kilogramul (kg) pentru masă, newton (N) pentru forță și metru pe secundă pătrat (m / s) pentru accelerație.

2. 

   Găsiți masa obiectului. Pentru a afla masa obiectului, utilizați o scală (mecanică sau digitală) pentru a obține valoarea în grame. Dacă obiectul este foarte mare, poate fi necesar să căutați o referință care să poată oferi valoarea masei sale. În cazul obiectelor mari, masa este probabil să fie exprimată în kilograme (kg).
   • Pentru a fi utilizată în această ecuație, masa trebuie convertită în kilograme. Dacă valoarea masei este în grame, împărțiți-o la 1000 pentru a o converti în kilograme.

3. 

   Calculați forța rezultată care acționează asupra obiectului. Forța rezultată (sau care rezultă din forțe) este o forță care nu este în echilibru. Dacă aveți două forțe în direcții opuse care acționează asupra unui obiect și una este mai mare decât cealaltă, veți avea o forță rezultantă în direcția forței mai mari. Accelerația este rezultatul unei forțe dezechilibrate care acționează asupra unui obiect și provoacă o schimbare a vitezei sale în aceeași direcție cu forța care o trage sau o împinge.
   • Exemplu: Imaginează-ți că tu și fratele tău mai mare joci remorcher de război. Trageți funia spre stânga cu o forță de 5 newton, în timp ce trage frânghia în direcția opusă cu o forță de 7 newton. Rezultatul forțelor care acționează asupra frânghiei este 2 newton spre dreapta (spre fratele tău).
   • 1 newton (N) este echivalent cu 1 kilogram de metru pe secundă pătrat (kg * m / s).

4. 

   Rearanjați ecuația F = ma pentru a calcula accelerația. Puteți modifica formula celei de-a doua legi din Newton să poată găsi accelerația; pentru aceasta, împărțiți cele două părți ale ecuației la masă și veți ajunge la expresie a = F / m. Pentru a calcula valoarea de accelerație, împărțiți forța la masa obiectului care este accelerat.
   • Forța este direct proporțională cu accelerația; astfel, cu cât forța este mai mare, cu atât accelerația este mai mare.
   • Masa este invers proporțională cu accelerația; prin urmare, cu cât este mai mare masa, cu atât accelerația este mai mică.

5. 

   Aplicați formula pentru a găsi accelerația. Accelerația este egală cu coeficientul diviziunii forței rezultate care acționează asupra obiectului de masa obiectului. După ce înlocuiți valorile variabilelor, rezolvați diviziunea simplă pentru a ajunge la valoarea de accelerare a obiectului.
   • Exemplu: o forță de 10 newton acționează uniform asupra unei mase de 2 kg. Calculați accelerația obiectului.
   • a = F / m = 10/2 = 5 m / s

Partea 3 din 3: Verificați-vă cunoștințele

1. Direcția de accelerare. Conceptul fizic de accelerație nu corespunde întotdeauna cu modul în care este folosit în viața de zi cu zi. Fiecare accelerație are o direcție: în general, spunem că este pozitivă dacă este orientată spre sus sau la dreapta și negativ dacă este orientat spre scăzut sau la stânga. Priviți tabelul de mai jos și vedeți dacă rezoluția dvs. are sens:

2. 

   Direcția forței. Nu uitați: o forță provoacă doar accelerare în direcția în care funcționează. Unele probleme pot oferi informații irelevante pentru a încerca să vă confundați.
   • Exemplu: o barcă de jucărie cu masa de 10 kg este accelerată la 2 m / s în direcția nord. Vântul bate spre vest, exercitând o forță de 100 newton pe jucărie. Calculați noua accelerație nordică a bărcii.
   • Răspuns: Deoarece forța vântului este perpendiculară pe direcția de mișcare, nu va afecta mișcarea în această direcție. Prin urmare, barca va continua să accelereze cu 2 m / s în direcția nord.

3. 

   Forța rezultantă. Dacă mai multe forțe acționează asupra unui obiect, trebuie să le combini pentru a determina forța rezultată înainte de a calcula accelerația. În cazul întrebărilor cu două dimensiuni, rezoluția ar fi următoarea:
   • Exemplu: Ana trage o cutie de 400 kg spre dreapta cu o forță de 150 newton. Carlos se află în partea stângă a cutiei și o împinge cu o forță de 200 newton. Vântul bate la stânga, exercitând o forță de 10 newton. Calculați accelerația casetei.
   • Răspuns: Această problemă folosește un limbaj complex pentru a încerca să confunde cititorul. Când desenați o diagramă a problemei, veți vedea că forțele care acționează asupra cutiei sunt 150 newton corect, 200 newton dreapta si 10 newton la stanga. Dacă direcția adoptată ca pozitivă este „corectă”, forța rezultată va fi de 150 + 200 - 10 = 340 newton. Deci accelerare = F / m = 340 newton / 400 kg = 0,85 m / s.