- Paātrinājums, ātrums un ātrums
- Kā aprēķina vidējo paātrinājumu
- Atbildi
- Atbildi
- Vingrinājums atrisināts
- Atbildi
- Atsauces
Vidējais paātrinājums pie m ir lielums, kas raksturo variāciju ātrumu ar daļiņu laika gaitā. Tas ir svarīgi, jo tas parāda variācijas, kuras piedzīvo kustība.
Lai izteiktu šo lielumu matemātiskā izteiksmē, jāņem vērā divi ātrumi un divi laika momenti, kurus attiecīgi apzīmē ar v 1 un v 2 , kā arī t 1 un t 2 .
Vidējais paātrinājums ir ļoti svarīgs kinemātiskais parametrs. Avots: Pixabay.
Apvienojot vērtības atbilstoši piedāvātajai definīcijai, iegūst šādu izteiksmi:
SI starptautiskajā sistēmā m mērvienības būs m / s 2 , lai gan to darīs citas vienības, kuru garums ir kvadrātā uz laiku.
Piemēram, ir km / h, kas skan "kilometrs stundā un sekundē". Ņemiet vērā, ka laika vienība parādās divreiz. Domājot par mobilo, kas pārvietojas pa taisnu līniju, tas nozīmē, ka katru sekundi, kas pagājusi, mobilais palielina ātrumu par 1 km / h. Vai arī tas samazinās par 1 km / h par katru sekundi, kas iet.
Paātrinājums, ātrums un ātrums
Lai arī paātrinājums ir saistīts ar ātruma palielināšanos, patiesība ir tāda, ka uzmanīgi ievērojot definīciju, izrādās, ka jebkuras ātruma izmaiņas nozīmē paātrinājuma esamību.
Un ātrums ne vienmēr mainās pēc lieluma. Var gadīties, ka mobilais maina tikai virzienu un uztur nemainīgu ātrumu. Šīs izmaiņas joprojām tiek atbildīgi paātrinātas.
Piemērs tam ir automašīna, kas veido līkni ar nemainīgu ātrumu 60 km / h. Transportlīdzeklis tiek pakļauts paātrinājumam, kas ir atbildīgs par ātruma virziena maiņu, lai automašīna ievērotu līkni. Vadītājs to pieliek, izmantojot stūri.
Šāds paātrinājums ir vērsts uz izliektā ceļa centru, lai neļautu automašīnai nobraukt no tā. Tas saņem radiālā vai normālā paātrinājuma nosaukumu . Ja radiālais paātrinājums pēkšņi tiktu atcelts, automašīna vairs nevarētu turpināt iet pa līkumu un turpinātu taisni.
Automašīna, kas pārvietojas pa līkni, ir kustības piemērs divās dimensijās, turpretī taisnā līnijā tā kustība ir viendimensionāla. Šajā gadījumā vienīgais paātrinājums ir automašīnas ātruma maiņa.
Šo paātrinājumu sauc par tangenciālo paātrinājumu . Tas nav ekskluzīvs viendimensiju kustībai. Automašīna, kas iet pa līkumu ar ātrumu 60 km / h, vienlaikus uzņemot ātrumu, varētu paātrināties līdz 70 km / h. Šajā gadījumā vadītājam jāizmanto gan stūre, gan akseleratora pedālis.
Ja ņemam vērā viendimensiju kustību, vidējam paātrinājumam ir ģeometriska interpretācija, kas līdzīga vidējā ātruma interpretācijai, jo secant līnijas slīpums, kas šķērso līkni ātruma un laika grafika punktos P un Q.
To var redzēt šajā attēlā:
Vidējā paātrinājuma ģeometriskā interpretācija. Avots: Avots: す じ に く シ チ ュ ー.
Kā aprēķina vidējo paātrinājumu
Apskatīsim dažus piemērus, lai aprēķinātu vidējo paātrinājumu dažādās situācijās:
I) Noteiktā laika posmā mobilajam, kas pārvietojas pa taisnu līniju, ir ātrums + 25 km / h, un 120 sekundes vēlāk tam ir vēl viens -10 km / h. Kāds bija vidējais paātrinājums?
Atbildi
Tā kā kustība ir viendimensionāla, vektoru notāciju var iztikt, un šādā gadījumā:
v o = +25 km / h = + 6,94 m / s
v f = -10 km / h = - 2,78 m / s
Δt = 120 s
Ikreiz, kad jums ir tāds vingrinājums ar jauktu lielumu kā šis, kurā ir stundas un sekundes, visas vērtības ir jānodod tām pašām vienībām.
Tā kā tā ir viendimensionāla kustība, bez vektoru notācijas ir jāatsakās.
II) Velosipēdists brauc uz austrumiem ar ātrumu 2,6 m / s, un 5 minūtes vēlāk dodas uz dienvidiem ar ātrumu 1,8 m / s. Atrodiet tā vidējo paātrinājumu.
Atbildi
Kustība nav viendimensionāla, tāpēc tiek izmantota vektora notācija. Vienību vektori i un j norāda virzienus kopā ar šādu zīmju vienošanos, kas atvieglo aprēķinu:
- Ziemeļi: + j
- Dienvidi: - j
- Austrumi: + i
- Rietumi: - i
v 2 = - 1,8 j m / s
v 1 = + 2,6 i m / s
Δt = 5 minūtes = 300 sekundes
v f = v 0 + pie = gt (v 0 = 0)
Kur a = g = 9,8 m / s 2
Vingrinājums atrisināts
Objekts tiek nolaists no pietiekama augstuma. Atrodiet ātrumu pēc 1,25 sekundes.
Atbildi
v o = 0, jo objekts ir nomests, tad:
v f = gt = 9,8 x 1,25 m / s = 12,25 m / s, kas vērsti vertikāli zemes virzienā. (Vertikālais lejupvērstais virziens ir pieņemts kā pozitīvs).
Objektam tuvojoties zemei, tās ātrums palielinās par 9,8 m / s par katru pagājušo sekundi. Objekta masa nav iesaistīta. Divi dažādi objekti, nokrituši no tā paša augstuma un vienlaikus attīstot tādu pašu ātrumu, kā nokrīt.
Atsauces
- Giancoli, D. Fizika. Principi ar pieteikumiem. Sestais izdevums. Prentice zāle. 21.-35.
- Resniks, R. (1999). Fiziskā. Trešais izdevums spāņu valodā. Meksika. Compañía Continental SA de CV 20-34 redakcija.
- Servejs, R., Jewett, J. (2008). Fizika zinātnei un inženierijai. 1. sējums. 7 ma . Izdevums. Meksika. Cengage mācību redaktori. 21-39.