gtemata.com

Cum se calculează accelerarea

Accelerația este variația vitezei unui obiect în mișcare. Dacă un obiect se deplasează cu o viteză constantă, nu există nici o accelerație - aceasta din urmă are loc numai când se schimbă viteza obiectului. În cazul în care variația vitezei este constantă, obiectul se mișcă cu accelerație constantă .. Accelerația este exprimată în metri pe secundă la pătrat și se calculează în funcție de timpul necesar pentru un obiect de a trece de la o viteză la alta într-un anumit interval sau pe baza unei forțe externe aplicate obiectului de studiu.

paşi

Partea 1

Calculați accelerația medie pe baza a două viteze de referință
1
Definim ecuația care descrie accelerația medie. Puteți calcula accelerația medie a unui obiect într-un timp dat basandoti interval de la viteza (de exemplu, spațiul traseu într-o anumită direcție, la un moment dat inițială și finală). Pentru aceasta, trebuie să cunoașteți ecuația care descrie accelerația: a = Δv / Δt unde la este accelerația, Av este variația vitezei e Dt este intervalul de timp în care are loc această variație.
  • Unitatea de măsură a accelerației este de metri pe secundă pătrat sau m / s2.
  • Accelerația este o cantitate vectorică, are o intensitate și o direcție. Intensitatea este egală cu cantitatea de accelerație impresionată pe un obiect, în timp ce direcția este direcția în care se mișcă. Dacă un obiect încetinește, vom obține o valoare negativă a accelerației.
  • 2
    Înțelegeți semnificația variabilelor implicate. Puteți defini variabilele Av și Dt în modul următor: Δv = vf - v și Δt = tf - T, unde vf reprezintă viteza finală, v este viteza inițială, Tf este timpul final e T este timpul inițial.
  • Deoarece accelerația are o direcție, este important ca viteza inițială să fie întotdeauna scăzută din viteza finală. Prin inversarea termenilor operației, direcția de accelerare ar fi incorectă.
  • Cu excepția cazului în care sunt furnizate date diferite, în mod normal, timpul inițial începe întotdeauna de la 0 secunde.
  • 3
    Utilizați formula pentru a calcula accelerația. Mai întâi scrieți ecuația de calcul al accelerației și toate valorile variabilelor cunoscute. Ecuația este după cum urmează a = Δv / Δt = (vf - v) / (Tf - T). Se scade viteza inițială de la cea finală, apoi se împarte rezultatul cu intervalul de timp în cauză. Rezultatul final reprezintă accelerația medie în timp.
  • Dacă viteza finală este mai mică decât viteza inițială, vom obține o valoare a accelerației negative, un semnal care indică faptul că obiectul în cauză își încetinește mișcarea.
  • Exemplul 1. Un automobil de curse accelerează constant de la o viteză de 18,5 m / s la 46,1 m / s în 2,47 secunde. Care este accelerația medie?
  • Luați notă de ecuația calculării accelerației: a = Δv / Δt = (vf - v) / (Tf - T).
  • Definiți variabilele cunoscute: vf = 46,1 m / s, v = 18,5 m / s, Tf = 2,47 s, T = 0 s.
  • Înlocuiți valorile și efectuați calculele: la = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s2.
  • Exemplul 2. Un motociclist călătorește cu o viteză de 22,4 m / s. În 2,55 s se oprește complet. Calculați decelerația.
  • Luați notă de ecuația calculării accelerației: a = Δv / Δt = (vf - v) / (Tf - T).
  • Definiți variabilele cunoscute: vf = 0 m / s, v = 22,4 m / s, Tf = 2,55 s, T = 0 s.
  • Înlocuiți valorile și efectuați calculele: la = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s2.

    • Partea 2

    Calculați accelerația medie pe baza unei forțe
    1
    Definiți a doua lege a lui Newton privind mișcarea. Acest principiu afirmă că atunci când forțele exercitate asupra unui obiect nu mai sunt echilibrate, acesta din urmă este supus la accelerare. Intensitatea accelerației depinde de forța netă aplicată obiectului și de masa sa. Pe baza acestui principiu, accelerația poate fi calculată odată ce intensitatea forței aplicată obiectului în cauză și masa sa este cunoscută.
    • Legea lui Newton este reprezentată de următoarea ecuație: Fnet = m * a, unde Fnet este forța totală care acționează asupra obiectului, m este masa obiectului studiat și la este accelerația rezultată.
    • Atunci când se utilizează această ecuație, sistemul metric trebuie utilizat ca unitate de măsură. Pentru a exprima masa, folosim kilogramele (kg), pentru a exprima forta pe care o folosim pe noulton (N) si pentru a descrie acceleratia pe care o folosim metru pe secunda (m / s)2).
  • 2
    Găsiți masa obiectului în cauză. Pentru a găsi aceste informații, puteți să le cântăriți pur și simplu folosind o scală și să exprimați rezultatul în grame. Dacă studiați un obiect foarte mare, va trebui probabil să vă bazați pe o sursă de referință din care să obțineți aceste date. Masa obiectelor foarte mari este de obicei exprimată în kilograme (kg).
  • Pentru a utiliza ecuația furnizată în acest ghid, trebuie să convertim valoarea de masă în kilograme. Dacă valoarea masei este exprimată în grame, împărțiți-o cu 1000 pentru a obține valoarea echivalentă în kilograme.
  • 3


    Calculează forța netă care acționează asupra obiectului. Forța netă este intensitatea forței dezechilibrate care acționează asupra obiectului în cauză. În prezența a două forțe opuse, dintre care una este mai mare decât cealaltă, avem o forță netă având aceeași direcție ca cea mai intensă. Accelerarea are loc atunci când o forță dezechilibrată acționează asupra unui obiect care determină variația vitezei în direcția forței în sine.
  • Exemplu: Să presupunem că voi și fratele vostru mai mareți vă faceți război. Tragi frânghia spre stânga cu o forță de 5 newtoni, în timp ce fratele tău o trage spre tine cu o forță de 7 newtoni. Forța netă aplicată funiei este, prin urmare, 2 newtoni la dreapta, adică direcția în care vă trageți fratele.
  • Pentru a înțelege pe deplin unitățile de măsură, știți că 1 newton (N) este egal cu 1 kilogrammetru pe secundă pătrat (kg-m / s2).
  • 4
    Setați ecuația inițială "F = ma" pentru a calcula accelerația. Pentru a face acest lucru, împărțiți ambii membri în masă și apoi obțineți următoarea formulă: "a = F / m". Pentru a calcula accelerația, împărțiți pur și simplu forța cu masa obiectului supus acesteia.
  • Forța este direct proporțională cu accelerația - adică o forță mai mare dă accelerație mai mare.
  • Dimpotrivă, masa este invers proporțională cu accelerația, prin urmare, pe măsură ce masa crește, accelerația scade.
  • 5
    Utilizați formula găsită pentru a calcula accelerația. Am arătat că accelerația este egală cu forța netă care acționează asupra unui obiect împărțit la masa sa. Odată ce ați identificat valorile variabilelor în joc, pur și simplu efectuați calculele.
  • Exemplu: o forță de 10 newton acționează uniform pe un obiect cu o masă de 2 kg. Care este accelerarea obiectului?
  • a = F / m = 10/2 = 5 m / s2

    • Partea 3

    Verifică-ți cunoștințele
    1
    Direcția de accelerare. În fizică, conceptul de accelerare nu coincide întotdeauna cu ceea ce folosim în viața de zi cu zi. Accelerația are o direcție care este în mod normal afișată în sus și spre dreapta, dacă este pozitivă sau în jos și spre stânga, dacă este negativă. Pe baza diagramei următoare, verificați dacă soluția la problema dvs. este corectă:
    Comportamentul mașiniiCum variază viteza?Direcția de accelerare
    Pilotul se deplasează spre dreapta (+) apăsând pedala de accelerație+ → ++ (creștere considerabilă)pozitiv
    Pilotul se deplasează la (+) prin apăsarea pedalei de frână++ → + (creștere redusă)negativ
    Pilotul se deplasează spre stânga (-) prin apăsarea pedalei de accelerație- → - (scădere considerabilă)negativ
    Pilotul se deplasează spre stânga (-) prin apăsarea pedalei de frână-- → - (scădere redusă)pozitiv
    Pilotul conduce cu o viteză constantănici o variațieaccelerația este 0
    1
    Direcția de forță. Forța generează o accelerație numai în direcția lui. Unele probleme pot încerca să vă inducă în eroare prin furnizarea de date nerelevante în scopul găsirii soluției.
    • Exemplu: Un model de barcă de jucărie cu o greutate de 10 kg accelerează nordul la 2 m / s2. Vântul suflă din vest, exercitând o forță de 100 newtoni pe barcă. Care este noua accelerare a barcii spre nord?
    • Soluție: deoarece forța vântului este perpendiculară pe cea a mișcării, ea nu are nici un impact asupra obiectului. Vaporul va continua apoi să accelereze spre nord la 2 m / s2.
  • 2
    Puterea netă. Dacă mai multe forțe lucrează asupra obiectului în cauză, înainte de a putea calcula accelerația, va trebui să le combinați corect pentru a calcula forța netă care acționează asupra obiectului. Într-un spațiu bidimensional, va trebui să acționați astfel:
  • Exemplu: Luca trage un container de 400 kg spre dreapta aplicând o forță de 150 newtoni. Giorgio, poziționat în partea stângă a containerului, îl împinge cu o forță de 200 newtoni. Vântul suflă din stânga, exercitând o forță de 10 newtoni. Care este accelerarea recipientului?
  • Soluție: această problemă utilizează cuvinte pentru a încerca să vă confunde ideile. Desenați o diagramă a tuturor forțelor la joacă: o rightward de 150 newtoni (exercitată de Luca), un al doilea întotdeauna la dreapta de 200 newtoni (exercitată de Giorgio) și în cele din urmă ultimul dintre 10 newtoni la stânga. Presupunând că direcția în care se mișcă containerul este spre direcție dreapta, forța netă va fi de 150 + 200 - 10 = 340 newtoni. Prin urmare, accelerația va fi egală cu: a = F / m = 340 newton / 400 kg = 0,85 m / s2.
    • Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit