- Acceleration, hastighed og hastighed
- Hvordan beregnes gennemsnitlig acceleration
- Svar
- Svar
- Træning løst
- Svar
- Referencer
Den gennemsnitlige acceleration ved m er den størrelse, der beskriver variationen i hastigheden af en partikel i løbet af tiden. Det er vigtigt, fordi det viser de variationer, som bevægelsen oplever.
For at udtrykke denne størrelsesorden matematisk, er det nødvendigt at overveje to hastigheder og to tidsøjeblikke, der henholdsvis betegnes som v 1 og v 2, og t 1 og t 2.
Gennemsnitlig acceleration er en meget vigtig kinematisk parameter. Kilde: Pixabay.
Ved at kombinere værdierne i henhold til den tilbudte definition opnås følgende udtryk:
I det internationale SI-system vil enhederne for en m være m / s 2, selvom andre enheder, der involverer længde pr.
For eksempel er der km / t, der lyder "kilometer i timen og i sekundet". Bemærk, at tidsenheden vises to gange. Når man tænker på en mobil, der bevæger sig langs en lige linje, betyder det, at for hvert sekund, der er gået, øger mobilen sin hastighed med 1 km / t. Eller det reducerer det med 1 km / t for hvert sekund, der går.
Acceleration, hastighed og hastighed
Selvom acceleration er forbundet med en stigning i hastighed, er sandheden, at omhyggeligt ved at observere definitionen viser det sig, at enhver ændring i hastighed indebærer eksistensen af en acceleration.
Og hastighed ændrer ikke nødvendigvis altid i størrelse. Det kan ske, at mobilen kun ændrer retning og holder sin hastighed konstant. Der er stadig en ansvarlig acceleration af denne ændring.
Et eksempel på dette er en bil, der laver en kurve med en konstant hastighed på 60 km / t. Køretøjet udsættes for acceleration, der er ansvarlig for at ændre hastighedsretningen, så bilen følger kurven. Føreren anvender det ved hjælp af rattet.
En sådan acceleration er rettet mod midten af den buede sti for at forhindre bilen i at gå væk fra den. Det modtager navnet på radial eller normal acceleration. Hvis den radiale acceleration pludselig blev annulleret, kunne bilen ikke længere fortsætte med at gå rundt på kurven og ville fortsætte i en lige linje.
En bil, der kører rundt på en kurve, er et eksempel på bevægelse i to dimensioner, mens dens bevægelse er en-dimensionel, når den kører i en lige linje. I dette tilfælde er den eneste effekt, som accelerationen har, at ændre bilens hastighed.
Denne acceleration kaldes tangential acceleration. Det er ikke eksklusivt for en-dimensionel bevægelse. Bilen, der drejer kurven ved 60 km / t, kunne samtidig accelerere til 70 km / t, mens den tager den. I dette tilfælde skal føreren bruge både rattet og gaspedalen.
Hvis vi overvejer en en-dimensionel bevægelse, har middelaccelerationen en geometrisk fortolkning, der svarer til den for middelhastigheden, som skråningen af den sikrede linje, der skærer kurven ved punkterne P og Q af hastigheds- vs. tidsgrafen.
Dette kan ses i følgende figur:
Geometrisk fortolkning af den gennemsnitlige acceleration. Kilde: Kilde: す じ に く シ チ ュ ー.
Hvordan beregnes gennemsnitlig acceleration
Lad os se på nogle eksempler til beregning af den gennemsnitlige acceleration i forskellige situationer:
I) På et bestemt tidspunkt har en mobil, der bevæger sig langs en lige linje, en hastighed på + 25 km / t, og 120 sekunder senere har den en anden på -10 km / t. Hvad var den gennemsnitlige acceleration?
Svar
Da bevægelsen er en-dimensionel, kan vektornotationen undgås, i hvilket tilfælde:
v o = +25 km / t = +6,94 m / s
v f = -10 km / t = - 2,78 m / s
Δt = 120 s
Hver gang du har en øvelse med blandede størrelser som denne, hvor der er timer og sekunder, er det nødvendigt at overføre alle værdier til de samme enheder.
Da det drejer sig om en en-dimensionel bevægelse, er der undladt vektornotation.
II) En cyklist kører mod øst med en hastighed på 2,6 m / s og 5 minutter senere kører sydpå med 1,8 m / s. Find dens gennemsnitlige acceleration.
Svar
Bevægelsen er ikke en-dimensionel, derfor anvendes vektornotation. Enhedsvektorerne i og j viser retningerne sammen med følgende tegnkonvention, hvilket letter beregningen:
- Nord: + j
- Syd: - j
- Øst: + i
- Vest: - i
v 2 = - 1,8 j m / s
v 1 = + 2,6 i m / s
Δt = 5 minutter = 300 sekunder
v f = v 0 + at = gt (v 0 = 0)
Hvor a = g = 9,8 m / s 2
Træning løst
Et objekt falder fra tilstrækkelig højde. Find hastigheden efter 1,25 sekund.
Svar
v o = 0, da objektet falder, så:
v f = gt = 9,8 x 1,25 m / s = 12,25 m / s, lodret rettet mod jorden. (Den lodrette nedadgående retning er taget som positiv).
Når objektet nærmer sig jorden, øges dens hastighed med 9,8 m / s for hvert forløbne sekund. Objektets masse er ikke involveret. To forskellige objekter, der er faldet fra samme højde og på samme tid, udvikler den samme hastighed, som de falder.
Referencer
- Giancoli, D. Fysik. Principper med applikationer. Sjette udgave. Prentice Hall. 21-35.
- Resnick, R. (1999). Fysisk. Bind 1. Tredje udgave på spansk. Mexico. Compañía Editorial Continental SA de CV 20-34.
- Serway, R., Jewett, J. (2008). Fysik til videnskab og teknik. Bind 1. 7 ma. Edition. Mexico. Cengage Learning Editors. 21-39.