Kui olete kunagi näinud teist autot pärast punast tuld mööda kihutamas, siis olete kogenud kiirenduse erinevust. Kiirendus on kiirus, millega objekti liikumiskiirus muutub. Kiirendust, mida väljendatakse meetrites sekundis sekundis, saate arvutada objekti kiiruse muutmiseks kuluva aja või objektile avaldatava jõu põhjal.
Samm
Meetod 1 /3: kiirenduse arvutamine jõust
Samm 1. Mõista Newtoni teist liikumisseadust
Newtoni teine liikumisseadus ütleb, et kui objektile avaldatav jõud on tasakaalust väljas, kiireneb objekt. Selle kiirenduse määravad objektist tulenev jõud ja objekti enda mass. Kiirendust saab arvutada, kui objektile avaldatav jõud ja objekti mass on teada.
- Newtoni seadusi saab tõlkida võrranditeks Fvõrk = m x a, koos F.võrk Väljendab objektile tekkivat jõudu, m objekti massi ja a objekti kiirendust.
- Selle võrrandi kasutamisel kasutage meetermõõdustikku. Kasutage massiühikuna kilogrammi (kg), jõuühikuna njuutonit (N) ja ruutmeetrit sekundis (m/s)2) kiirenduse väljendamiseks.
Samm 2. Määrake objekti mass
Objekti massi väljaselgitamiseks võite selle kaaluda kaaluga ja registreerida selle kaalu grammides. Kui teie käes olev objekt on väga suur, võib selle massi väljaselgitamiseks vajada viidet. Suurte esemete kaal on tavaliselt kilogrammides (kg).
Selle võrrandiga arvutuste jätkamiseks peate teisendama massiühikud kilogrammideks. Kui teie objekti mass on väljendatud grammides, peate selle väärtuse kilogrammide teisendamiseks jagama ainult 1000 -ga
Samm 3. Arvutage objektile tekkiv jõud
Saadud jõud on tasakaalustamata jõud. Kui on kaks vastandlikku jõudu ja üks neist on suurem kui teine, on kahe jõu tulemus sama, mis suurema jõu suund. Kiirendus tekib siis, kui objekt kogeb tasakaalustamata jõudu, nii et selle kiirus muutub, et läheneda jõule, mis seda tõmbab või surub.
- Näiteks: oletame, et teie ja teie õde mängite köit. Tõmbad köie vasakule 5 njuutoniga, vend aga tõmbab nööri 7 njuutonise jõuga vastassuunas. Sellest tulenev jõud nöörile on 2 njuutonit vasakule, venna poole.
- Ühikute paremaks mõistmiseks mõistke, et 1 njuuton (1 N) võrdub 1 kilogrammmeetriga sekundis ruudus (kg-m/s2).
Samm 4. Kiirendusülesande lahendamiseks muutke võrrandit F = ma
Kiirenduse arvutamiseks saate muuta valemi järjekorda, jagades võrrandi mõlemad pooled massiga, nii et saate võrrandi: a = F/m. Kiirenduse leidmiseks peate lihtsalt jagama jõu seda kogenud objekti massiga.
- Jõud on otseselt proportsionaalne kiirendusega, mis tähendab, et mida suurem on objekti jõud, seda suurem on kiirendus.
- Mass on pöördvõrdeline kiirendusega, mis tähendab, et mida suurem on objekti mass, seda väiksem on kiirendus.
Samm 5. Kiirendusülesande lahendamiseks kasutage valemit
Kiirendus võrdub objektile tekkiva jõuga, mis on jagatud selle massiga. Kui olete teadaolevad muutujad kirja pannud, tehke jagamine, et leida objekti kiirendus.
- Näiteks: 2 kg massiga objektile rakendatakse samas suunas 10 njuutonit jõudu. Mis on kiirendus?
- a = F/m = 10/2 = 5 m/s2
Meetod 2/3: kahe kiiruse keskmise kiirenduse arvutamine
Samm 1. Määrake keskmise kiirenduse võrrand
Saate arvutada objekti keskmise kiirenduse teatud aja jooksul, lähtudes selle kiirusest (objekti kiirus teatud suunas), enne ja pärast seda ajavahemikku. Selle arvutamiseks peate teadma kiirenduse arvutamise võrrandit: a = v / t kus a tähistab kiirendust, v kiiruse muutust ja t aega, mis kulub objekti kiiruse muutmiseks.
- Kiirenduse ühik on meetrit sekundis sekundis ehk m/s2.
- Kiirendus on vektori suurus, mis tähendab, et sellel on nii suurusjärk kui ka suund. Kiirenduse suurus on kogusumma, samas kui selle suuna määrab objekti liikumissuund. Kui objekt aeglustub, on kiirendus negatiivne.
Samm 2. Mõista muutujaid
Saate määrata v ja t edasiste arvutuste abil: v = vf - vi ja t = tf - ti koos vf tähistab lõplikku kiirust, vi algkiirus, tf lõpuaeg ja ti esialgne aeg.
- Kuna kiirendusel on suund, peaksite alati vähendama lõppkiirust algkiirusele. Kui pöörate selle ümber, on kiirenduse suund vale.
- Kui ülesandes pole teisiti märgitud, on objekti esialgne liikumisaeg tavaliselt 0 sekundit.
Samm 3. Kiirenduse leidmiseks kasutage valemit
Esiteks kirjutage oma võrrand koos kõigi teadaolevate muutujatega. Võrrand on a = v / t = (vf - vi)/(tf - ti). Lahutage lõppkiirus algkiirusega, seejärel jagage tulemus ajavahemikuga. Tulemuseks on objekti keskmine kiirendus selle ajavahemiku jooksul.
- Kui objekti lõppkiirus on väiksem kui algkiirus, on kiirendus negatiivne, mis tähendab, et objekt aeglustub.
-
Näide 1: võidusõiduauto kiirus tõuseb pidevalt 18,5 m/s 46,1 m/s 2,47 sekundiga. Mis on keskmine kiirendus?
- Kirjutage võrrand: a = v / t = (vf - vi)/(tf - ti)
- Kirjutage teadaolevad muutujad üles: vf = 46, 1 m/s, vi = 18,5 m/s, tf = 2, 47 s, ti = 0 s.
- Lahendage võrrand: a = (46, 1 - 18, 5)/2, 47 = 11, 17 meetrit sekundis2.
-
Näide 2: jalgrattur peatub pärast 2,55 sekundit piduri vajutamist kiirusel 22,4 m/s. Määrake aeglustus.
- Kirjutage võrrand: a = v / t = (vf - vi)/(tf - ti)
- Kirjutage teadaolevad muutujad üles: vf = 0 m/s, vi = 22,4 m/s, tf = 2,55 s, ti = 0 s.
- Lahendage võrrand: a = (0 -22, 4)/2, 55 = -8, 78 meetrit sekundis2.
Meetod 3/3: vastuste uuesti kontrollimine
Samm 1. Kiirenduse suund
Kiirenduse mõiste füüsikas ei ole alati sama, mida kasutatakse igapäevaelus. Igal kiirendusel on suund, mida tavaliselt näitab positiivne sümbol, kui see tõuseb üles või paremale, või negatiivne, kui see liigub alla või vasakule. Kontrollige uuesti, kas teie vastus on mõttekas, järgides alltoodud juhiseid.
| Auto liikumine | Auto kiiruse muutmine | Kiirenduse suund |
|---|---|---|
| Liikuge paremale (+), vajutage gaasipedaali | + → ++ (kiirem) | positiivne |
| Liigutage paremale (+) vajutage pidurit | ++ → + (vähem positiivne) | negatiivne |
| Liigutage vasakule (-), vajutage gaasipedaali | - → - (negatiivsem) | negatiivne |
| Liigutage vasakule (-) vajutage pidurit | - → - (vähem negatiivne) | positiivne |
| Liikumine ühtlase kiirusega | jääb samaks | kiirendus on null |
Samm 2. Stiili suund
Pidage meeles, et jõud põhjustab ainult kiirendust "jõu suunas". Mõned küsimused võivad meelitada teid hindega, mis ei ole seotud kiirendusega.
- Näide probleemist: mänguasjalaev massiga 10 kg liigub kiirendusega 2 m/s põhja poole2. Tuul puhub laeva lääne suunas 100 Newtoni jõuga. Milline on põhjalaeva kiirenemine pärast tuule puhumist?
- Vastus: kuna jõu suund on objekti liikumisega risti, ei mõjuta see selles suunas liikuvaid objekte. Laev jätkab liikumist põhja suunas kiirusega 2 m/s2.
Samm 3. Tulemuseks olev stiil
Kui objekti rakendatav jõud on rohkem kui üks, arvutage enne kiirenduse arvutamist saadud jõud nende kõigi hulgast. Järgnev on näide kahemõõtmelise stiiliprobleemi kohta:
- Näidisprobleem: April tõmbab 400 kg mahuti vasakule 150 njuutoniga. Bob seisab konteineri vasakul küljel ja surub 200 Newtoni jõuga. Tuul puhub vasakule 10 Newtoni jõuga. Mis on konteineri kiirendus?
- Vastus: ülaltoodud küsimused pakuvad keerulisi vihjeid, kuidas teid petta. Joonistage diagramm ja näete jõudu 150 njuutonit paremale, 200 njuutonit vasakule ja 10 njuutonit vasakule. Kui "vasak" on positiivne, on sellest tulenev jõud objektile 150 + 200 - 10 = 340 njuutonit. Objekti kiirendus = F / m = 340 Newton / 400 kg = 0,85 m / s2.
