Plik średnie przyspieszenie dom Jest to wielkość opisująca zmianę prędkości cząstki w czasie. Jest to ważne, ponieważ pokazuje różnice, których doświadcza ruch.
Aby wyrazić tę wielkość w kategoriach matematycznych, konieczne jest rozważenie dwóch prędkości i dwóch chwil czasu, które są odpowiednio oznaczone jako v1 i Vdwa, a ty1 a tydwa.
Łącząc wartości zgodnie z podaną definicją, otrzymamy następujące wyrażenie:
W międzynarodowym systemie SI jednostki dla am będzie m / sdwa, chociaż inne jednostki obejmujące długość na jednostkę czasu do kwadratu wystarczą.
Na przykład istnieje km / h.s, który jest odczytywany jako „kilometr na godzinę i na sekundę”. Zwróć uwagę, że jednostka czasu pojawia się dwukrotnie. Myśląc o telefonie poruszającym się po linii prostej, oznacza to, że na każdą sekundę, która mija, telefon zwiększa prędkość o 1 km / h. Albo zmniejsza go o 1 km / h na każdą mijającą sekundę.
Indeks artykułów
Chociaż przyspieszenie wiąże się ze wzrostem prędkości, prawda jest taka, że uważnie obserwując definicję, okazuje się, że każda zmiana prędkości implikuje istnienie przyspieszenia.
A prędkość niekoniecznie zawsze zmienia się pod względem wielkości. Może się zdarzyć, że telefon zmienia tylko kierunek i utrzymuje stałą prędkość. Nadal istnieje odpowiedzialne przyspieszenie tej zmiany.
Przykładem tego jest samochód, który pokonuje zakręt ze stałą prędkością 60 km / h. Pojazd podlega przyspieszeniu, które jest odpowiedzialne za zmianę kierunku prędkości tak, aby samochód podążał za zakrętem. Kierowca uruchamia go za pomocą kierownicy.
Takie przyspieszenie jest skierowane w stronę środka zakrzywionej ścieżki, aby samochód nie zjechał z niej. Otrzymuje nazwę przyspieszenia promieniowy lub normalna. Gdyby przyspieszenie promieniowe zostało nagle anulowane, samochód nie byłby już w stanie jechać dalej na zakręcie i kontynuowałby jazdę po linii prostej.
Samochód poruszający się po łuku jest przykładem ruchu w dwóch wymiarach, podczas gdy gdy porusza się po linii prostej, jego ruch jest jednowymiarowy. W takim przypadku jedynym efektem przyspieszenia jest zmiana prędkości samochodu..
To przyspieszenie nazywa się przyspieszeniem styczny. Nie dotyczy wyłącznie ruchu jednowymiarowego. Samochód jadący po zakręcie z prędkością 60 km / h mógł jednocześnie na nim rozpędzić się do 70 km / h. W takim przypadku kierowca musi używać zarówno kierownicy, jak i pedału przyspieszenia..
Jeśli weźmiemy pod uwagę ruch jednowymiarowy, średnie przyspieszenie ma geometryczną interpretację podobną do średniej prędkości, jako nachylenie siecznej linii przecinającej krzywą w punktach P i Q wykresu prędkości w funkcji czasu..
Można to zobaczyć na poniższym rysunku:
Spójrzmy na kilka przykładów, aby obliczyć średnie przyspieszenie w różnych sytuacjach:
I) W pewnym momencie ruchomy telefon poruszający się po linii prostej ma prędkość + 25 km / h, a 120 sekund później - 10 km / h. Jakie było średnie przyspieszenie?
Ponieważ ruch jest jednowymiarowy, można zrezygnować z zapisu wektorowego, w takim przypadku:
vlub = +25 km / h = +6,94 m / s
vfa = -10 km / h = - 2,78 m / s
Δt = 120 s
Ilekroć masz ćwiczenie z mieszanymi wielkościami, takie jak to, w którym są godziny i sekundy, konieczne jest przekazanie wszystkich wartości do tych samych jednostek.
Ponieważ jest to ruch jednowymiarowy, zapis wektorowy został pominięty.
II) Rowerzysta jedzie na wschód z prędkością 2,6 m / s, a 5 minut później jedzie na południe z prędkością 1,8 m / s. Znajdź jego średnie przyspieszenie.
Ruch nie jest jednowymiarowy, dlatego używany jest zapis wektorowy. Wektory jednostkowe ja Y jot wskazać kierunki wraz z następującą konwencją znakową ułatwiającą obliczenia:
vdwa = - 1,8 jot SM
v1 = + 2,6 ja SM
Δt = 5 minut = 300 sekund
Jak zawsze w przypadku średnich lub średnich wielkości, dostarczane informacje mają charakter globalny. Nie podają szczegółów tego, co działo się z telefonem komórkowym w każdym momencie, jednak to, co wnoszą, jest nadal cenne dla opisu ruchu.
Korzystając ze znaków zarówno prędkości, jak i przyspieszenia, można stwierdzić, czy ruchomy telefon poruszający się po linii prostej przyspiesza, czy zwalnia. W obu sytuacjach występuje przyspieszenie, ponieważ zmienia się prędkość.
Oto kilka interesujących rozważań dotyczących znaków tych dwóch wielkości:
Zwykle uważa się, że ilekroć jest to ujemne przyspieszenie, telefon hamuje. Dzieje się tak, jeśli prędkość telefonu komórkowego jest pozytywna. Ale jeśli jest ujemny, prędkość faktycznie rośnie.
Jak zawsze, gdy uczysz się ruchu, pomyśl o specjalnych przypadkach. Na przykład, co się dzieje, gdy średnie przyspieszenie wynosi zero? Czy to oznacza, że telefon komórkowy zawsze utrzymywał stałą prędkość??
Odpowiedź brzmi nie. Telefon komórkowy mógł zmieniać prędkość w rozważanym przedziale, ale początkowa i końcowa prędkość była taka sama. W tej chwili szczegóły tego, co wydarzyło się w interwale, nie są znane, ponieważ średnie przyspieszenie nie dostarcza więcej informacji.
A co jeśli średnie przyspieszenie dom równa się przyspieszeniu do w dowolnym momencie w przedziale czasowym? Jest to bardzo interesująca sytuacja zwana ruchem jednostajnie zmiennym prostoliniowym lub w skrócie MRUV..
Oznacza to, że prędkość zmienia się równomiernie w czasie. Dlatego przyspieszenie jest stałe. W naturze istnieje taki ruch, z którym wszyscy są zaznajomieni: swobodny spadek.
Wiadomo, że Ziemia przyciąga obiekty do swojego środka i że kiedy wypuszczamy na pewną wysokość, doświadcza przyspieszenia grawitacyjnego, którego wartość jest w przybliżeniu stała i równa 9,8 m / s.dwa blisko powierzchni.
Jeśli opór powietrza nie interweniuje, ruch jest pionowy i nazywany jest swobodnym spadaniem. Gdy przyspieszenie jest stałe i wybrano t0 = 0, równanie na średnie przyspieszenie staje się:
vfa = w0 + at = gt (v0= 0)
Gdzie a = g = 9,8 m / sdwa
Przedmiot został upuszczony z odpowiedniej wysokości. Znalezienie prędkości po 1,25 sekundy.
vlub = 0, ponieważ obiekt jest upuszczony, to:
vfa = gt = 9,8 x 1,25 m / s = 12,25 m / s, skierowane pionowo do podłoża. (Kierunek pionowy w dół został przyjęty jako dodatni).
Gdy obiekt zbliża się do ziemi, jego prędkość wzrasta o 9,8 m / s na każdą upływającą sekundę. Nie ma znaczenia masa obiektu. Dwa różne obiekty, zrzucone z tej samej wysokości i w tym samym czasie, rozwijają tę samą prędkość, gdy spadają.
Jeszcze bez komentarzy