Cum se calculează accelerația

Dacă ați urmărit vreodată un Ferrari roșu strălucitor, zboară înaintea Honda Civic după o lumină de oprire, ați experimentat rate diferite de accelerare. Accelerarea este rata de schimbare a vitezei unui obiect pe măsură ce se mișcă. Puteți calcula această rată de accelerare, măsurată în metri pe secundă, bazată pe momentul în care vă duce să mergeți dintr-o singură viteză la alta sau pe baza masei unui obiect.

Pași

Metoda 1 din 3:
Calculul accelerației de la o forță
  1. Imagine intitulată 728025 4 1
1. Definiți a doua lege a mișcării lui Newton. A doua lege a vremii a lui Newton afirmă că atunci când forțele care acționează asupra unui obiect sunt dezechilibrate, obiectul se va accelera. Această accelerație depinde de forțele nete care acționează asupra obiectului și asupra masei obiectului. Folosind această lege, accelerația poate fi calculată atunci când o forță cunoscută acționează asupra unui obiect al masei cunoscute.
  • Legea lui Newton poate fi reprezentată de ecuație Fnet = m x a, Unde Fnet este forța totală care acționează asupra obiectului, M este masa obiectului și A este accelerarea obiectului.
  • Când utilizați această ecuație, păstrați unitățile în sistemul metric. Utilizați kilograme (kg) pentru masă, Newtons (N) pentru forță și contoare pe secundă (m / s) pentru accelerare.
  • Imagine intitulată 728025 5 1
    2. Găsiți masa obiectului dvs. Pentru a găsi masa unui obiect, puneți-o pur și simplu pe un echilibru sau o scară și găsiți masa în grame. Dacă aveți un obiect foarte mare, este posibil să aveți nevoie să găsiți o referință care vă poate oferi masa. Obiectele mai mari vor avea probabil o masă cu unitatea de kilograme (kg).
  • Pentru această ecuație, veți dori să transformați masa în kilograme. Dacă masa pe care o aveți este în grame pur și simplu împărțiți această masă cu 1000 pentru a converti la kilograme.
  • Imagine intitulată 728025 6 1
    3. Calculați forța netă care acționează pe obiectul dvs. O forță netă este o forță dezechilibrată. Dacă aveți două forțe care se opun reciproc și unul este mai mare decât celălalt, veți avea o forță netă în direcția forței mai mari. Accelerarea se întâmplă atunci când o forță dezechilibrată acționează asupra unui obiect, determinând-o să schimbe vitezele spre direcție pe care forța îl împinge sau îl trage.
  • De exemplu: Să spunem că tu și fratele tău mare joacă remorcher-de-război. Trageți frânghia spre stânga cu o forță de 5 Newtoni în timp ce fratele tău trage frânghia în direcția opusă cu o forță de 7 Newtons. Forța netă de pe frânghie este de 2 Newtons în dreapta, în direcția fratelui tău.
  • Pentru a înțelege în mod corespunzător unitățile, știți că 1 Newton (N) este egal cu 1 kilogram x metru / secundă pătrat (kg x m / s).
  • Imagine intitulată 728025 7 1
    4. Rearanjați ecuația F = ma pentru a rezolva pentru accelerare. Puteți schimba această formulă în jurul pentru a rezolva pentru accelerare prin împărțirea ambelor părți de masă, deci: a = f / m. Pentru a găsi accelerația, împărțiți pur și simplu forța prin masa obiectului accelerat.
  • Forța este direct proporțională cu accelerația, ceea ce înseamnă că o forță mai mare va duce la o accelerare mai mare.
  • Masa este invers proporțională cu accelerarea, ceea ce înseamnă că, cu o masă mai mare, accelerația va scădea.
  • Imagine intitulată 728025 8 1
    5. Utilizați formula pentru a rezolva pentru accelerare. Accelerarea este egală cu forța netă care acționează asupra unui obiect împărțit la masa obiectului. Odată ce ați stabilit valorile pentru variabilele dvs., faceți simpla diviziune pentru a găsi accelerarea obiectului.
  • De exemplu: o forță de 10 Newton acționează uniform pe o masă de 2 kilograme. Care este accelerația obiectului?
  • A = F / m = 10/2 = 5 m / s
    • Metoda 2 din 3:
    Calcularea accelerației medii de la două viteze
    1. Imagine intitulată 728025 1 1
    1. Definiți ecuația pentru accelerarea medie. Puteți calcula accelerația medie a unui obiect pe o perioadă de timp pe baza vitezei sale (viteza sa care călătorește într-o direcție specifică), înainte și după acel moment. Pentru a face acest lucru trebuie să cunoașteți ecuația pentru accelerare: A = Δv / Δt Unde A este accelerația, Δv este schimbarea vitezei și Δt este timpul necesar pentru care se produce această schimbare.
    • Unitatea de accelerare este contoare pe secundă pe secundă sau m / s.
    • Accelerarea este o cantitate vectorială, adică are atât o magnitudine și o direcție. Magnitudinea este cantitatea totală de accelerare, în timp ce direcția este modul în care obiectul se mișcă. Dacă încetinește accelerația va fi negativă.
  • Imagine intitulată 728025 2 1
    2. Înțelegeți variabilele. Puteți defini în continuare Δv și Δt: Δv = VF - vI și Δt = TF - tI Unde vF este viteza finală, vI este viteza initiala, tF este timpul de sfârșit și tI este timpul de plecare.
  • Deoarece accelerația are o direcție, este important să scăpați întotdeauna viteza inițială de la viteza finală. Dacă le inversați, direcția accelerației dvs. va fi incorectă.
  • Dacă nu se specifică altfel în problemă, timpul de pornire este de obicei 0 secunde.
  • Imagine intitulată 728025 3 1
    3. Utilizați formula pentru a găsi accelerația. Mai întâi scrieți ecuația dvs. și toate variabilele date. Ecuația este A = Δv / Δt = (vF - vI) / (tF - tI). Scade viteza inițială de la viteza finală, apoi împărțiți rezultatul de intervalul de timp. Rezultatul final este accelerația dvs. medie în acel moment.
  • Dacă viteza finală este mai mică decât viteza inițială, accelerația se va dovedi a fi o cantitate negativă sau rata la care un obiect încetinește.
  • Exemplul 1: O mașină de curse accelerează uniform de la 18.5 m / s la 46.1 m / s în 2.47 de secunde. Care este accelerația sa medie?
  • Scrieți ecuația: A = Δv / Δt = (vF - vI) / (tF - tI)
  • Definiți variabilele: vF = 46.1 m / s, vI = 18.5 m / s, tF = 2.47 S, tI = 0 S.
  • Rezolva: A = (46.1 - 18.5) / 2.47 = 11.17 metri / secundă.
  • Exemplul 2: Un motociclist care călătorește la 22.4 m / s vine să se oprească în 2.55 s după aplicarea frânelor. Găsiți decelerația lui.
  • Scrieți ecuația: A = Δv / Δt = (vF - vI) / (tF - tI)
  • Definiți variabilele: vF = 0 m / s, vI = 22.4 m / s, tF = 2.55 S, tI = 0 S.
  • Rezolva: A = (0 - 22.4) / 2.55 = -8.78 de metri / secundă.
    • Metoda 3 din 3:
    Confirmând înțelegerea dvs
    1. Imagine intitulată 728025 9 1
    1. Înțelegeți direcția de accelerare. Conceptul de accelerare fizică nu se potrivește întotdeauna cum am folosi termenul în viața de zi cu zi. Fiecare accelerare are o direcție, de obicei reprezentată ca fiind pozitivă dacă este în sus sau dreaptă și negativă dacă în jos sau la stânga. Vedeți dacă răspunsul dvs. are sens pe baza acestei defalcări:
      Comportamentul unei mașiniCum se schimbă viteza?Direcția accelerației
      Driverul în mișcare dreapta (+) atinge pedala de gaz

      + → ++ (mai pozitivă)

      pozitiv

      Driverul care se mișcă drept (+) Hits Frâne

      ++ → + (mai puțin pozitiv)

      negativ

      Driverul care se mișcă stânga (-) atinge pedala de gaz

      - → - (mai negativ)

      negativ

      Driverul care se mișcă stânga (-) Hits Frâne

      -- → - (mai puțin negativ)

      pozitiv

      Șoferul se mișcă la o viteză constantă

      rămâne la fel

      Accelerarea este zero

  • Imagine intitulată 728025 10 1
    2. Înțelegeți direcția forței. Amintiți-vă, o forță provoacă doar accelerație În direcția forței. Unele probleme pot încerca să vă păcălească cu valori irelevante.
  • Exemplu problemă: O barcă de jucărie cu masă 10 kg accelerează la nord la 2 m / s. O lovitură de vânt din vest exercită o forță de 100 de Newtons pe barcă. Care este noua accelerație nordică a barcii?
  • Soluție: deoarece forța este perpendiculară pe direcția mișcării, nu are un efect asupra mișcării în această direcție. Barca continuă să accelereze la nord la 2 m / s.
  • Imagine intitulată 728025 11 1
    3. Înțelegeți forța netă. Dacă mai mult de o forță acționează asupra unui obiect, le puteți combina într-o forță netă înainte de a calcula accelerația. Pentru o problemă în două dimensiuni, acest lucru arată așa ceva:
  • Exemplu problemă: aprilie trage un container de 400 kg cu o forță de 150 de NEWTONS. Bob stau în partea stângă a containerului și împinge cu o forță de 200 de Newtons. Un stânga suflare stânga exercită o forță de 10 Newtons. Care este accelerarea containerului?
  • Soluție: Această problemă folosește un limbaj complicat pentru a încerca să vă prindă. Desenați o diagramă și veți vedea că forțele sunt 150 de Newtons dreapta, 200 de Newtons dreapta și 10 newtoni rămași. Dacă "dreapta" este direcția pozitivă, forța netă este de 150 + 200 - 10 = 340 Newtons. Acceleration = F / M = 340 Newtons / 400 kg = 0.85 m / s.

    • Video

    Prin utilizarea acestui serviciu, unele informații pot fi împărtășite cu YouTube.
    Partajați pe rețeaua socială:
    Similar