Sisältö

• Askeleet

Kiihtyvyys edustaa objektin nopeuden muutosnopeutta sen liikkuessa. Jos esineen nopeus pysyy vakiona, se tarkoittaa, että se ei kiihty. Kiihtyvyys tapahtuu vain, kun esineen nopeus muuttuu. Jos nopeus vaihtelee vakiona, sanomme, että esine liikkuu vakiona kiihtyvyydellä. Voit laskea kiihtyvyyden (metreinä sekunnissa) sen ajan perusteella, joka tarvitaan vaihtelemaan nopeudesta toiseen tai esineeseen kohdistettujen voimien seurauksena.

Askeleet

Osa 1/3: Laske keskimääräinen kiihtyvyys käyttämällä nopeuksia

1. 

   Ymmärrä yhtälön määritelmä. Voit laskea kohteen keskimääräisen kiihtyvyyden tiettynä ajanjaksona sen nopeudesta (ts. Sen liikkeen nopeudesta tiettyyn suuntaan) kyseisen ajan alussa ja lopussa. Tätä varten sinun on tiedettävä kiihdytysyhtälö, jonka antaa a = Δv / Δt, Missä edustaa keskimääräistä kiihtyvyyttä, Av edustaa nopeuden vaihtelua ja At edustaa ajan vaihtelua.
   • Kiihdytyksen mittayksikkö on metri sekunnissa neliö (symboli: m / s).
   • Kiihtyvyys on vektorimäärä, ts. Se esittää moduulin ja suunnan. Moduuli edustaa kiihtyvyyden kokonaisarvoa, kun taas suunta kertoo kohteen liikkeen suunnan (pystysuora tai vaakasuora). Jos kohteen nopeus laskee, sen kiihtyvyysarvo on negatiivinen.

2. 

   
   
   Ymmärrä yhtälön muuttujat. Voit laajentaa ehtoja Av ja At sisään Av = v_f - v_minä ja At = t_f - t_minä, Missä v_f edustaa lopullista nopeutta, v_minä edustaa alkuperäistä nopeutta, T_f edustaa viimeistä aikaa ja T_minä edustaa aloitusaikaa.
   • Koska kiihdytyksellä on suunta, on tärkeää vähentää alkuperäinen nopeus lopullisesta nopeudesta. Jos muutat nopeuksien järjestystä, kiihtyvyyden suunta on väärä.
   • Aloitusaika on yleensä 0 (ellei kysymyksessä toisin mainita).

3. 

   
   
   Käytä kaavaa kiihdytyksen löytämiseen. Aloita kirjoittamalla yhtälö ja kaikki muuttujat. Yhtälö, kuten edellä näimme, on a = Δv / Δt = (v_f - v_minä) / (t_f - t_minä). Vähennä aloitusnopeus lopullisesta nopeudesta ja jaa sitten tulos aikavälillä. Jaon tulos on yhtä suuri kuin keskimääräinen kiihtyvyysarvo, jonka esine on läpikäynyt tämän ajanjakson ajan.
   • Jos lopullinen nopeus on pienempi kuin alkuperäinen nopeus, kiihtyvyys on negatiivinen arvo tai esineen hidastuvuusnopeus.
   • Esimerkki 1: kilpa-auto kiihtyy tasaisesti 18,5 m / s: sta 46,1 m / s: seen 2,47 sekunnissa. Etsi keskimääräisen kiihtyvyyden arvo.
     • Kirjoita yhtälö: a = Δv / Δt = (v_f - v_minä) / (t_f - t_minä)
     • Määritä muuttujien arvot: v_f = 46,1 m / s, v_minä = 18,5 m / s, T_f = 2,47 s, T_minä = 0 s.
     • Ratkaise yhtälö: = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s.
   • Esimerkki 2: moottoripyöräilijä kuljettaa nopeudella 22,4 m / s ja moottoripyörälleen 2,55 s moottorin jälkeen jarrujen käytön jälkeen. Etsi hidastumisen arvo.
     • Kirjoita yhtälö: a = Δv / Δt = (v_f - v_minä) / (t_f - t_minä)
     • Määritä muuttujien arvot: v_f = 0 m / s, v_minä = 22,4 m / s, T_f = 2,55 s, T_minä = 0 s.
     • Ratkaise yhtälö: = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s.

Osa 2/3: Laske kiihtyvyys käyttämällä syntynyttä voimaa

1. 

   
   
   Ymmärtää toisen lain määritelmä Newton. Toinen laki Newton (jota kutsutaan myös dynamiikan perusperiaatteeksi) väittää, että esine kiihtyy, kun siihen vaikuttavat voimat ovat epätasapainossa. Tämä kiihtyvyys riippuu syntyvistä esineistä, jotka vaikuttavat esineeseen ja esineen massaan. Tämän lain avulla kiihtyvyys voidaan laskea, kun tunnettu voima vaikuttaa tunnetun massan esineeseen.
   • Toinen laki Newton voidaan ilmaista yhtälöllä F_Saatu = m x a, Missä F_Saatu edustaa syntynyttä voimaa, joka kohdistuu esineeseen, m edustaa esineen massaa ja edustaa kohteen kiihtyvyyttä.
   • Kun käytät tätä yhtälöä, käytä SI-mittayksiköitä (kansainvälinen yksikköjärjestelmä). Käytä massa (kg) Newton (N) voimalle ja mittari sekunnissa neliö (m / s) kiihtyvyydelle.

2. 

   Etsi esineen massa. Kohteen massan selvittämiseksi käytetään asteikkoa (mekaanista tai digitaalista) saadaksesi arvo grammoina. Jos esine on erittäin suuri, joudut ehkä etsimään viitteitä, jotka tarjoavat sen massan arvon. Suurten esineiden tapauksessa massa todennäköisesti ilmaistaan ​​kilogrammoina (kg).
   • Jotta tätä yhtälöä voidaan käyttää, massa on muunnettava kilogrammoiksi. Jos massa-arvo on grammoina, jaa se 1000: lla muuntaaksesi kilogrammoiksi.

3. 

   Laske syntyvä esineeseen vaikuttava voima. Tuloksena oleva voima (tai voimista johtuva) on voima, joka on epätasapainossa. Jos sinulla on kaksi vastakkaiseen suuntaan vaikuttavaa voimaa, jotka vaikuttavat esineeseen, ja yksi on toista suurempi, sinulla on tuloksena oleva voima suuremman voiman suuntaan. Kiihtyvyys on seurausta epätasapainoisesta voimasta, joka vaikuttaa esineeseen ja aiheuttaa muutoksen nopeuteen samaan suuntaan kuin voima, joka vetää tai työntää sitä.
   • Esimerkki: Kuvittele, että sinä ja vanhempi veljesi pelaat sodansiirtoa. Vedät köyttä vasemmalle voimalla 5 Newton, kun hän vetää köyttä vastakkaiseen suuntaan voimalla 7 Newton. Köyteen vaikuttavien voimien tulos on 2 Newton oikealle (kohti veljestäsi).
   • 1 Newton (N) vastaa yhtä kilogrammaa kertaa metriä sekunnissa neliötä (kg * m / s).

4. 

   Järjestä yhtälö uudelleen F = ma kiihtyvyyden laskemiseksi. Voit muokata toisen lain kaavaa Newton pystyä löytämään kiihtyvyys; tätä varten jaa yhtälön kaksi puolta massalla ja tulet lausekkeeseen a = F / m. Laskeaksesi kiihtyvyysarvon, jaa voima kiihdytettävän kohteen massalla.
   • Voima on suoraan verrannollinen kiihtyvyyteen; siten mitä suurempi voima, sitä suurempi kiihtyvyys.
   • Massa on käänteisesti verrannollinen kiihtyvyyteen; siksi mitä suurempi massa, sitä pienempi kiihtyvyys.

5. 

   Käytä kaavaa kiihdytyksen löytämiseen. Kiihtyvyys on yhtä suuri kuin jako osuuteen, joka aiheutuu esineeseen vaikuttavasta voimasta kohteen massalla. Kun olet korvannut muuttujien arvot, ratkaise yksinkertainen jako saavuttaaksesi kohteen kiihtyvyysarvon.
   • Esimerkki: voima 10 Newton vaikuttaa tasaisesti 2 kg: n massaan. Laske esineen kiihtyvyys.
   • a = F / m = 10/2 = 5 m / s

Osa 3/3: Tarkista tietosi

1. Kiihdytyssuunta. Fyysinen kiihdytyksen käsite ei aina vastaa tapaa, jolla sitä käytetään arjessa. Jokaisella kiihdytyksellä on suunta: yleensä sanomme, että se on positiivinen, jos se on suunnattu ylös tai oikea ja negatiivinen, jos se on suunnattu matala tai vasen. Katso alla olevaa taulukkoa ja katso, onko päätöslauselmallasi järkeä:

2. 

   Pakota suunta. Muista: voima aiheuttaa vain kiihtyvyyden siihen suuntaan, johon se toimii. Jotkut ongelmat voivat antaa asiaankuulumattomia tietoja yrittää sekoittaa sinua.
   • Esimerkki: leluvene, jonka massa on 10 kg, kiihdytetään 2 m / s pohjoiseen. Tuuli puhaltaa länteen ja kohdistaa voiman 100 Newton lelun päällä. Laske veneen uusi pohjoinen kiihtyvyys.
   • Vastaus: Koska tuulen voima on kohtisuorassa liikesuuntaan nähden, se ei vaikuta liikkeeseen kyseiseen suuntaan. Siksi vene jatkaa kiihtymistä nopeudella 2 m / s pohjoiseen.

3. 

   Tuloksena oleva voima. Jos esineeseen vaikuttaa enemmän kuin yksi voima, sinun on yhdistettävä ne määrittämään syntyvä voima ennen kiihtyvyyden laskemista. Kaksi ulottuvuutta koskevissa kysymyksissä päätöslauselma olisi seuraava:
   • Esimerkki: Ana vetää 400 kg: n laatikon oikealle 150 voimalla Newton. Carlos on laatikon vasemmalla puolella ja työntää sitä 200 voimalla Newton. Tuuli puhaltaa vasemmalle, voiman ollessa 10 Newton. Laske laatikon kiihtyvyys.
   • Vastaus: Tämä ongelma käyttää monimutkaista kieltä yrittää hämmentää lukijaa. Kun piirrät ongelmakaaviota, huomaat, että laatikkoon vaikuttavat voimat ovat 150 Newton oikein, 200 Newton oikea ja 10 Newton vasemmalle. Jos positiiviseksi otettu suunta on "oikea", tuloksena oleva voima on 150 + 200 - 10 = 340 Newton. Joten kiihtyvyys = F / m = 340 Newton / 400 kg = 0,85 m / s.