Sisu
Füüsikas kiirendus See on vektori suurusele antud nimi (sellel on suund), mis näitab aja möödudes liikuva keha kiiruse muutumist. Tavaliselt tähistab seda täht a ja selle mõõtühik, rahvusvahelises süsteemis on see meetrit sekundis ruut (m / s)2).
Selle kontseptsiooni päritolu pärineb Newtoni mehaanikast, kelle postulaadid tagavad objekti liikumise alati sirgjooneliselt, välja arvatud juhul, kui sellele mõjuvad kiirendamiseni viivad jõud, mille tulemuseks on kõver rada.
See tähendab, et sirgjoonelises liikumises olev objekt saab oma kiirust muuta ainult siis, kui sellele mõjub kiirendust põhjustav jõud: oma trajektoori samas suunas (kiirendus: see saab kiiruse) või vastassuunas (aeglustus: kaotab kiiruse) .
Kiirenduse arvutamise valem
Seega määratleb klassikaline mehaanika kiirendust kui kiiruse muutust ajas ja pakub välja järgmise valemi:
a = dV / dt
Kus kuni on kiirendus, dV kiiruste erinevus ja dt aeg, mil toimub kiirendus. Mõlemad muutujad on määratletud järgmiselt:
dV = VF - Vi
Kus VF saab olema lõplik kiirus ja Vi mobiiltelefoni algkiirus. Kiirenduse suuna kajastamiseks on oluline järgida seda järjekorda: võib olla positiivne kiirendus (võimenduskiirus) või negatiivne (kaotuse kiirus). Lisaks:
dt = tf - ti
Kus tF saab olema lõpuaeg ja ti liikumise algusaeg. Kui pole öeldud teisiti, on algusaeg alati 0 sekundit.
Kiirendus jõu suhtes
Teiselt poolt kehtestab Newtoni mehaanika püsiva massiga (m) kehale, mida inertsiaalne vaatleja kaalub, proportsionaalse suhte objektile rakendatava jõu (F) ja saadud kiirenduse (a) suhtes, see tähendab:
F = m. kuni
See seos kehtib igas inertsiaalses võrdlussüsteemis ja võimaldab kiirendust arvutada järgmise valemiga:
a = F / m
See sõnastus järgib Newtoni teist seadust (dünaamika põhiseadus).
Kiirenduse arvutamise näited
- Võidusõiduauto suurendab oma kiirust püsiva kiirusega 18,5 m / s 46,1 m / s 2,47 sekundiga. Milline on selle keskmine kiirendus?
a = dv / dt = (vF - vi) / (tF - ti) Kus vF = 46,1 m / s, vi = 18,5 m / s, tF = 2,47 s, ti = 0 s.
Niisiis: a = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s2
- Mootorrattur sõidab kiirusega 22,4 m / s ja saab aru, et on vale teekonna teinud. Vajutage pidurit ja mootorratas peatub 2,55 sekundiga. Milline on selle aeglustumine?
a = dv / dt = (vF - vi) / (tF - ti), kus VF = 0 m / s, vi = 22,4 m / s, tF = 2,55 s, ti = 0 s.
Niisiis:a = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s2
- Suurus 10 njuutonit mõjub 2 kilogrammi massile ühtlaselt. Milline saab olema tõukunud objekti kiirendus?
a = F / m, kus F = 10 N, m = 2 kg.
Seega:
a = 10/2 = 5 m / s2
- Keegi tõmbab 400-kilose mööblieseme 150 njuutonite netojõuga ühele poole. Teine inimene lükkab seda samas suunas 200 njuutoniga, kuid puhub vastassuunas tuul 10 njuutoniga. Millise kiirenduse saab mööbel?
Me teame, et a = F / m, kus netojõud on samasuunaliste jõudude summa, millest lahutatakse neile vastanduv jõud: F = 150 N (inimene 1) + 200 N (inimene 2) - 10N (tuul), mille tulemuseks on 340 N. Samuti teame, et m = 400 kg.
Siis:a = 340 N / 400 kg = 0,85 m / s2
- Puldiga juhitav lennuk massiga 10 kg lendab kiirendusega 2 m / s2 suundudes põhja poole. Just siis puhub itta tuul, mille jõud on 100 N. Milline saab olema kurssi hoidva lennuki uus kiirendus?
Kuna tuule jõud on risti lennuki liikumissuunaga, ei mõjuta see selle liikumist. Kiirenemist jätkub põhja suunas kiirusega 2 m / s2.
- Kaks last, üks nõrk ja üks tugev, mängivad köit, kumbki köie ühes otsas. Esimene tõmbab 5 N jõuga vasakule ja teine 7 N jõuga vastassuunas. Võttes arvesse, et 1 njuuton (N) on võrdne 1 kilogramm meetri sekundis ruuduga ( kg-m / s2), millise kiirenduse jõuab nõrgema lapse keha, kui teine tõmbab seda vastupidises suunas?
Punktist F = m.a teame, et a = F / m, kuid peame leidma netojõu, mis on 2 N (tugeval poisil 7 N - nõrgal poisil 5 N).
Seejärel peame leidma massi, mis arvutuste tegemiseks tuleb lahutada jõust, millele nõrk laps vastu peab, nimelt: 1 N = 1kg.m / s2see tähendab, et jõu kogus on ühe kilogrammi massi mobiliseerimine kiirusega üks meeter sekundis.
Seetõttu alates 5N = 5kg.m / s2. Seega m = 5 kg.
Ja lõpuks, me teame, et a = 2N (F) / 5kg (m) = 0,4 m / s2
- Tuletõrjeauto suurendab kiirust 0 kuni 21 m / s ida suunas 3,5 sekundiga. Mis on selle kiirendus?
Me teame seda: Vi = 0 m / s, VF= 21 m / s, t = 3,5 sekundit. Seetõttu rakendame valemit:
a = dv / dt = (vF - vi) / (tF - ti), see tähendab, et a = 21 m / s / 3,5 s = 6 m / s2
- Auto aeglustab kiirust 21m / s idast 7m / s itta 3.5.0 sekundiga. Mis on selle kiirendus?
Teades, et Vi = 21 m / s, VF= 7 m / s, t = 3,5 sekundit ja et a = dv / dt = (vF - vi) / (tF - ti), on selle arvutamine lihtne:
a = 7 m / s - 21 m / s / 3,5 s = -4 m / s2see tähendab negatiivne kiirendus (aeglustus).
