Zawartość

• Kroki

Przyspieszenie reprezentuje tempo zmian prędkości obiektu, gdy się porusza. Jeśli prędkość obiektu pozostaje stała, oznacza to, że nie przyspiesza. Przyspieszenie występuje tylko wtedy, gdy zmienia się prędkość obiektu. Jeśli prędkość zmienia się w stałym tempie, mówimy, że obiekt porusza się ze stałym przyspieszeniem. Szybkość przyspieszenia (w metrach na sekundę) można obliczyć na podstawie czasu wymaganego do zmiany prędkości lub wypadkowej sił przyłożonych do obiektu.

Kroki

Część 1 z 3: Oblicz średnie przyspieszenie na podstawie prędkości

1. 

   Zrozum definicję równania. Możesz obliczyć średnie przyspieszenie obiektu w danym okresie na podstawie jego prędkości (czyli prędkości jego ruchu w określonym kierunku) na początku i na końcu tego czasu. W tym celu musisz znać równanie przyspieszenia podane przez a = Δv / Δt, Gdzie Plik reprezentuje średnie przyspieszenie, Δv reprezentuje zmianę prędkości i Δt reprezentuje zmienność czasu.
   • Jednostką miary przyspieszenia jest metr na sekundę do kwadratu (symbol: m / s).
   • Przyspieszenie jest wielkością wektorową, to znaczy przedstawia moduł i kierunek. Moduł przedstawia całkowitą wartość przyspieszenia, natomiast kierunek mówi nam o orientacji ruchu obiektu (w pionie lub w poziomie). Jeśli prędkość obiektu spada, jego wartość przyspieszenia będzie ujemna.

2. 

   
   
   Zrozum zmienne w równaniu. Możesz rozszerzyć warunki Δv i Δt w Δv = v_fa - v_ja i Δt = t_fa - t_ja, Gdzie v_fa reprezentuje prędkość końcową, v_ja reprezentuje prędkość początkową, t_fa reprezentuje czas ostateczny i t_ja reprezentuje czas rozpoczęcia.
   • Ponieważ przyspieszenie ma kierunek, ważne jest, aby zawsze odejmować prędkość początkową od prędkości końcowej. Jeśli zmienisz kolejność prędkości, kierunek przyspieszenia będzie nieprawidłowy.
   • Czas rozpoczęcia jest zwykle równy 0 (chyba że podano w pytaniu).

3. 

   
   
   Zastosuj wzór, aby znaleźć przyspieszenie. Na początek napisz równanie i wszystkie jego zmienne. Równanie, jak widzieliśmy powyżej, to a = Δv / Δt = (v_fa - v_ja) / (t_fa - t_ja). Odejmij prędkość początkową od prędkości końcowej, a następnie podziel wynik przez przedział czasu. Wynik podziału będzie równy średniej wartości przyspieszenia, jakim obiekt przeszedł w tym okresie.
   • Jeśli prędkość końcowa jest mniejsza niż prędkość początkowa, przyspieszenie będzie wartością ujemną lub będzie szybkością hamowania obiektu.
   • Przykład 1: samochód wyścigowy przyspiesza równomiernie od 18,5 m / s do 46,1 m / s w 2,47 sekundy. Znajdź wartość swojego średniego przyspieszenia.
     • Napisz równanie: a = Δv / Δt = (v_fa - v_ja) / (t_fa - t_ja)
     • Przypisz wartości zmiennych: v_fa = 46,1 m / s, v_ja = 18,5 m / s, t_fa = 2,47 s, t_ja = 0 s.
     • Rozwiązać równanie: Plik = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s.
   • Przykład 2: motocyklista porusza się z prędkością 22,4 m / s, a dla swojego motocykla 2,55 s po użyciu hamulców. Znajdź wartość swojego spowolnienia.
     • Napisz równanie: a = Δv / Δt = (v_fa - v_ja) / (t_fa - t_ja)
     • Przypisz wartości zmiennych: v_fa = 0 m / s, v_ja = 22,4 m / s, t_fa = 2,55 s, t_ja = 0 s.
     • Rozwiązać równanie: Plik = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s.

Część 2 z 3: Oblicz przyspieszenie przy użyciu siły wynikowej

1. 

   
   
   Zrozum definicję drugiego prawa Niuton. Drugie prawo Niuton (zwana również podstawową zasadą dynamiki) stwierdza, że ​​obiekt przyspiesza, gdy działające na niego siły są niezrównoważone. Przyspieszenie to zależy od powstałych sił działających na obiekt i jego masy. Zgodnie z tym prawem można obliczyć przyspieszenie, gdy znana siła działa na obiekt o znanej masie.
   • Drugie prawo Niuton można wyrazić równaniem fa_wynikły = m x a, Gdzie fa_wynikły reprezentuje wynikową siłę przyłożoną do obiektu, m reprezentuje masę obiektu i Plik reprezentuje przyspieszenie obiektu.
   • Korzystając z tego równania, użyj jednostek miary SI (Międzynarodowy układ jednostek). Użyj kilograma (kg) jako masy, niuton (N) dla siły i metra na sekundę do kwadratu (m / s) dla przyspieszenia.

2. 

   Znajdź masę obiektu. Aby poznać masę obiektu, użyj skali (mechanicznej lub cyfrowej), aby uzyskać wartość w gramach. Jeśli obiekt jest bardzo duży, być może trzeba będzie poszukać odniesienia, które wskaże wartość jego masy. W przypadku dużych obiektów masa będzie prawdopodobnie wyrażana w kilogramach (kg).
   • Aby zastosować w tym równaniu, masę należy przeliczyć na kilogramy. Jeśli wartość masy jest podana w gramach, podziel ją przez 1000, aby przeliczyć ją na kilogramy.

3. 

   Oblicz wynikową siłę działającą na obiekt. Wynikowa siła (lub wypadkowa sił) jest siłą, która jest niezrównoważona. Jeśli masz dwie siły działające w przeciwnych kierunkach na obiekt, a jedna jest większa od drugiej, będziesz mieć wypadkową siłę w kierunku większej siły. Przyspieszenie jest wynikiem niezrównoważonej siły działającej na obiekt i powodującej zmianę jego prędkości w tym samym kierunku, co siła, która go ciągnie lub pcha.
   • Przykład: Wyobraź sobie, że ty i twój starszy brat bawicie się w przeciąganie liny. Pociągasz linę w lewo z siłą 5 niuton, podczas gdy on ciągnie linę w przeciwnym kierunku z siłą 7 niuton. Wypadkowa sił działających na linę wynosi 2 niuton w prawo (w kierunku twojego brata).
   • 1 niuton (N) jest równoważne 1 kilogramowi razy metr na sekundę do kwadratu (kg * m / s).

4. 

   Zmień układ równania F = ma obliczyć przyspieszenie. Możesz zmodyfikować formułę drugiej zasady Niuton aby móc znaleźć przyspieszenie; w tym celu podziel dwie strony równania przez masę, a dojdziesz do wyrażenia a = F / m. Aby obliczyć wartość przyspieszenia, podziel siłę przez masę przyspieszanego obiektu.
   • Siła jest wprost proporcjonalna do przyspieszenia; zatem im większa siła, tym większe przyspieszenie.
   • Masa jest odwrotnie proporcjonalna do przyspieszenia; dlatego im większa masa, tym mniejsze przyspieszenie.

5. 

   Zastosuj wzór, aby znaleźć przyspieszenie. Przyspieszenie jest równe ilorazowi wynikającej z tego siły działającej na obiekt przez jego masę. Po zastąpieniu wartości zmiennych rozwiąż prosty podział, aby uzyskać wartość przyspieszenia obiektu.
   • Przykład: siła 10 niuton działa równomiernie na masę 2 kg. Oblicz przyspieszenie obiektu.
   • a = F / m = 10/2 = 5 m / s

Część 3 z 3: Sprawdź swoją wiedzę

1. Kierunek przyspieszenia. Fizyczne pojęcie przyspieszenia nie zawsze pokrywa się ze sposobem, w jaki jest używane w życiu codziennym. Każde przyspieszenie ma swój kierunek: ogólnie mówimy, że jest dodatnie, jeśli jest zorientowane w kierunku w górę lub dobrze i negatywna, jeśli jest zorientowana Niska lub lewo. Spójrz na poniższą tabelę i sprawdź, czy twoja rozdzielczość ma sens:

2. 

   Kierunek siły. Pamiętaj: siła powoduje tylko przyspieszenie w kierunku, w którym działa. Niektóre problemy mogą dostarczyć nieistotnych informacji, aby spróbować wprowadzić Cię w błąd.
   • Przykład: zabawkowa łódź o masie 10 kg jest przyspieszana do 2 m / sw kierunku północnym. Wiatr wieje w kierunku zachodnim, wywierając siłę 100 niuton na zabawce. Oblicz nowe przyspieszenie łodzi na północy.
   • Odpowiedź: Ponieważ siła wiatru jest prostopadła do kierunku ruchu, nie wpłynie to na ruch w tym kierunku. Dlatego łódź będzie nadal przyspieszać z prędkością 2 m / sw kierunku północnym.

3. 

   Wynikowa siła. Jeśli na obiekt działa więcej niż jedna siła, przed obliczeniem przyspieszenia należy je połączyć, aby określić wynikową siłę. W przypadku pytań dotyczących dwóch wymiarów rozdzielczość byłaby następująca:
   • Przykład: Ana z siłą 150 ciągnie w prawo skrzynię o masie 400 kg niuton. Carlos znajduje się po lewej stronie pudła i popycha go z siłą 200 niuton. Wiatr wieje w lewo z siłą 10 niuton. Oblicz przyspieszenie skrzyni.
   • Odpowiedź: W tym problemie używa się złożonego języka, aby zmylić czytelnika. Rysując diagram problemu, zobaczysz, że siły działające na pudełko wynoszą 150 niuton prawda, 200 niuton prawo i 10 niuton w lewo. Jeśli kierunek przyjęty jako dodatni jest „prawidłowy”, uzyskana siła wyniesie 150 + 200 - 10 = 340 niuton. Dlatego przyspieszenie = F / m = 340 niuton / 400 kg = 0,85 m / s.