Saturs

• Pakāpieni

Paātrinājums apzīmē objekta ātruma izmaiņu ātrumu, kad tas pārvietojas. Ja objekta ātrums paliek nemainīgs, tas nozīmē, ka tas nepaātrinās. Paātrinājums notiek tikai tad, kad mainās objekta ātrums. Ja ātrums mainās ar nemainīgu ātrumu, mēs sakām, ka objekts pārvietojas ar pastāvīgu paātrinājumu. Varat aprēķināt paātrinājuma ātrumu (metros sekundē), pamatojoties uz laiku, kas nepieciešams, lai mainītos no viena ātruma uz otru vai uz objektam pielikto spēku rezultātu.

Pakāpieni

1. daļa no 3: aprēķiniet vidējo paātrinājumu, izmantojot ātrumus

1. 

   Izprotiet vienādojuma definīciju. Jūs varat aprēķināt objekta vidējo paātrinājumu noteiktā laika posmā no tā ātruma (tas ir, tā kustības ātruma noteiktā virzienā) tā laika sākumā un beigās. Lai to izdarītu, jums jāzina paātrinājuma vienādojums, ko dod a = Δv / Δt, Kur apzīmē vidējo paātrinājumu, Δv apzīmē ātruma un Δt apzīmē laika izmaiņas.
   • Paātrinājuma mērvienība ir metrs sekundē kvadrātā (simbols: m / s).
   • Paātrinājums ir vektora lielums, tas ir, tas parāda moduli un virzienu. Modulis attēlo paātrinājuma kopējo vērtību, savukārt virziens norāda objekta kustības orientāciju (vertikāli vai horizontāli). Ja objekta ātrums samazinās, tā paātrinājuma vērtība būs negatīva.

2. 

   
   
   Izprotiet vienādojuma mainīgos lielumus. Jūs varat paplašināt noteikumus Δv un Δt iekšā Δv = v_f - v_i un Δt = t_f - t_i, Kur v_f apzīmē galīgo ātrumu, v_i apzīmē sākotnējo ātrumu, t_f apzīmē pēdējo laiku un t_i apzīmē sākuma laiku.
   • Tā kā paātrinājumam ir virziens, ir svarīgi vienmēr no sākotnējā ātruma atņemt sākotnējo ātrumu. Ja maināt ātrumu secību, paātrinājuma virziens būs nepareizs.
   • Sākuma laiks parasti ir vienāds ar 0 (ja vien nav norādīts jautājumā).

3. 

   
   
   Izmantojiet formulu, lai atrastu paātrinājumu. Lai sāktu, uzrakstiet vienādojumu un visus tā mainīgos. Vienādojums, kā mēs redzējām iepriekš, ir a = Δv / Δt = (v_f - v_i) / (t_f - t_i). No galīgā ātruma atņemiet sākotnējo ātrumu un tad rezultātu daliet ar laika intervālu. Dalīšanas rezultāts būs vienāds ar vidējo paātrinājuma vērtību, kuru objekts šajā laika posmā ir izturējis.
   • Ja galīgais ātrums ir mazāks par sākotnējo ātrumu, paātrinājums būs negatīva vērtība vai objekta palēnināšanās ātrums.
   • 1. piemērs: sacīkšu automašīna 2,47 sekundēs vienmērīgi paātrinās no 18,5 m / s līdz 46,1 m / s. Atrodiet vidējā paātrinājuma vērtību.
     • Uzrakstiet vienādojumu: a = Δv / Δt = (v_f - v_i) / (t_f - t_i)
     • Piešķiriet mainīgo vērtības: v_f = 46,1 m / s, v_i = 18,5 m / s, t_f = 2,47 s, t_i = 0 s.
     • Atrisiniet vienādojumu: = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s.
   • 2. piemērs: motociklists brauc ar ātrumu 22,4 m / s, bet motociklam - pēc bremžu lietošanas - 2,55 s. Atrodiet palēnināšanās vērtību.
     • Uzrakstiet vienādojumu: a = Δv / Δt = (v_f - v_i) / (t_f - t_i)
     • Piešķiriet mainīgo vērtības: v_f = 0 m / s, v_i = 22,4 m / s, t_f = 2,55 s, t_i = 0 s.
     • Atrisiniet vienādojumu: = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s.

2. daļa no 3: aprēķiniet paātrinājumu, izmantojot iegūto spēku

1. 

   
   
   Izprast otrā likuma definīciju Ņūtons. Otrais likums Ņūtons (ko sauc arī par dinamikas pamatprincipu) nosaka, ka objekts paātrinās, kad spēki, kas uz to iedarbojas, ir ārpus līdzsvara. Šis paātrinājums ir atkarīgs no radītajiem spēkiem, kas iedarbojas uz objektu, un objekta masu. Izmantojot šo likumu, paātrinājumu var aprēķināt, kad zināms spēks iedarbojas uz zināmas masas objektu.
   • Otrais likums Ņūtons var izteikt ar vienādojumu F_rezultātā = m x a, Kur F_rezultātā attēlo iegūto spēku, kas tiek pielietots priekšmetam, m attēlo objekta masu un apzīmē objekta paātrinājumu.
   • Izmantojot šo vienādojumu, izmantojiet SI mērvienības (Starptautiskā mērvienību sistēma). Izmantojiet kilogramu (kg) masai, Ņūtons (N) spēkam un metram sekundē, paātrinājuma kvadrātam (m / s).

2. 

   Atrodiet objekta masu. Lai uzzinātu objekta masu, izmantojiet skalu (mehānisku vai digitālu), lai iegūtu vērtību gramos. Ja objekts ir ļoti liels, jums, iespējams, būs jāmeklē atsauce, kas var nodrošināt tā masas vērtību. Lielu priekšmetu gadījumā masu, visticamāk, izsaka kilogramos (kg).
   • Lai izmantotu šo vienādojumu, masa jāpārrēķina kilogramos. Ja masas vērtība ir gramos, daliet to ar 1000, lai pārvērstu to kilogramos.

3. 

   Aprēķiniet iegūto spēku, kas iedarbojas uz objektu. Iegūtais spēks (vai radies no spēkiem) ir spēks, kas ir ārpus līdzsvara. Ja jums ir divi spēki pretējos virzienos, kas iedarbojas uz objektu, un viens ir lielāks nekā otrs, jums būs izrietošs spēks lielāka spēka virzienā. Paātrinājums ir nesabalansēta spēka rezultāts, kas iedarbojas uz objektu un rada tā ātruma izmaiņas tajā pašā virzienā kā spēks, kas to velk vai nospiež.
   • Piemērs: Iedomājieties, ka jūs un jūsu vecākais brālis spēlējat kara velkoni. Jūs velciet virvi pa kreisi ar spēku 5 Ņūtons, kamēr viņš ar 7 spēku velk virvi pretējā virzienā Ņūtons. Spēki, kas iedarbojas uz virvi, ir 2 Ņūtons pa labi (pret savu brāli).
   • 1 Ņūtons (N) ir ekvivalents 1 kilogramam metru sekundē kvadrātā (kg * m / s).

4. 

   Pārkārtojiet vienādojumu F = ma lai aprēķinātu paātrinājumu. Jūs varat mainīt otrā likuma formulu Ņūtons prast atrast paātrinājumu; lai to izdarītu, sadaliet abas vienādojuma puses ar masu, un jūs iegūsit izteiksmi a = F / m. Lai aprēķinātu paātrinājuma vērtību, daliet spēku ar paātrinātā objekta masu.
   • Spēks ir tieši proporcionāls paātrinājumam; tādējādi, jo lielāks spēks, jo lielāks paātrinājums.
   • Masa ir apgriezti proporcionāla paātrinājumam; tāpēc jo lielāka masa, jo mazāks paātrinājums.

5. 

   Izmantojiet formulu, lai atrastu paātrinājumu. Paātrinājums ir vienāds ar iegūtā spēka, kas iedarbojas uz objektu, dalījumu ar objekta masu. Pēc mainīgo vērtību aizstāšanas atrisiniet vienkāršo dalījumu, lai iegūtu objekta paātrinājuma vērtību.
   • Piemērs: spēks 10 Ņūtons vienmērīgi darbojas uz 2 kg masu. Aprēķiniet objekta paātrinājumu.
   • a = F / m = 10/2 = 5 m / s

3. daļa no 3: pārbaudiet savas zināšanas

1. Paātrinājuma virziens. Paātrinājuma fiziskā koncepcija ne vienmēr atbilst tam, kā to lieto ikdienas dzīvē. Katram paātrinājumam ir virziens: parasti mēs sakām, ka tas ir pozitīvs, ja tas ir orientēts uz augšā vai uz taisnība un negatīvs, ja tas ir orientēts uz zems vai uz pa kreisi. Apskatiet zemāk esošo tabulu un pārbaudiet, vai jūsu izšķirtspējai ir jēga:

2. 

   Spēka virziens. Atcerieties: spēks rada tikai paātrinājumu virzienā, kurā tas darbojas. Dažas problēmas var sniegt neatbilstošu informāciju, lai mēģinātu jūs sajaukt.
   • Piemērs: rotaļlietu laiva ar masu 10 kg tiek paātrināta līdz 2 m / s ziemeļu virzienā. Vējš pūš uz rietumiem, spēks ir 100 Ņūtons uz rotaļlietas. Aprēķiniet jauno laivas paātrinājumu ziemeļos.
   • Atbilde: Tā kā vēja spēks ir perpendikulārs kustības virzienam, tas neietekmēs kustību šajā virzienā. Tāpēc laiva turpinās paātrināties ar ātrumu 2 m / s ziemeļu virzienā.

3. 

   Iegūtais spēks. Ja uz objektu iedarbojas vairāk nekā viens spēks, pirms paātrinājuma aprēķināšanas tie jāapvieno, lai noteiktu iegūto spēku. Jautājumos, kas saistīti ar divām dimensijām, rezolūcija būtu šāda:
   • Piemērs: Ana izvelk 400 kg kasti pa labi ar 150 spēku Ņūtons. Karloss atrodas kastes kreisajā pusē un stumj to ar spēku 200 Ņūtons. Vējš pūš pa kreisi, pieliekot spēku 10 Ņūtons. Aprēķiniet lodziņa paātrinājumu.
   • Atbilde: Šī problēma izmanto sarežģītu valodu, lai mēģinātu sajaukt lasītāju. Uzzīmējot problēmas diagrammu, jūs redzēsit, ka spēki, kas iedarbojas uz kasti, ir 150 Ņūtons pareizi, 200 Ņūtons labajā un 10 Ņūtons pa kreisi. Ja pozitīvajam virzienam ir "taisnība", iegūtais spēks būs 150 + 200 - 10 = 340 Ņūtons. Tātad paātrinājums = F / m = 340 Ņūtons / 400 kg = 0,85 m / s.