NEGATIV ACCELERATION: FORMLER, BEREGNING OG LØSTE ØVELSER - FYSISK - 2024

Den negative acceleration opstår, når ændringen eller variationen i hastighed over en periode har et negativt tegn. Se hunden på billedet og have det sjovt på stranden. Sandet bremser bevægelsen, hvilket betyder, at der er en acceleration modsat den hastighed, han bærer.

Denne acceleration kan betragtes som negativ i modsætning til hastighed, der angives som positiv. Selvom en negativ acceleration ikke altid forårsager en reduktion i hastigheden.

Hunden har det sjovt at bremse i sandet. En bremseacceleration kan betragtes som negativ acceleration. Kilde: Pixabay.

I en endimensionel bevægelse tages fremskridtsretningen generelt som positiv, det vil sige hastighedsretningen. Dette er hvad der er blevet overvejet tidligere: hos hunden i figuren er den positive retning den, der går fra halen mod hovedet.

Før hunden sank sine poter i sandet, kom hunden med en vis hastighed v fremad, det vil sige positiv. Derefter bremser sanden, indtil det stopper, dvs. nul endelig hastighed.

Antag, at alt dette skete i en periode Δt. Accelerationen i dette tidsrum beregnes således:

I ovenstående ligning v> 0, Δt> 0 derefter en <0, det vil sige negativ acceleration (a <0). Da hastighedsretningen i starten blev taget som positiv, betyder negativ acceleration, at accelerationen peger væk fra hastigheden. Det konkluderes derfor, at:

Derfor kan vi konstatere, at:

• Når hastighed og acceleration har det samme tegn, uanset hvilket tegn, øges hastigheden. I et sådant tilfælde bliver hastigheden mere positiv eller mere negativ, afhængigt af tilfældet.
• Når hastighed og acceleration har modsatte tegn, falder hastigheden.

Formler til beregning af acceleration

Uanset hvilket tegn det har, beregnes den gennemsnitlige acceleration a _m mellem øjeblikke t og t 'ved følgende formel:

Den gennemsnitlige acceleration giver global information om, hvordan hastigheden har ændret sig i det betragtede tidsinterval. På sin side tilbyder den øjeblikkelige acceleration detaljerne om, hvordan hastigheden ændrer sig på hvert øjeblik. Så for et givet øjeblik t beregnes accelerationen ved hjælp af følgende formel:

-Eksempel 1

På det første øjeblik t = 0,2 s har et objekt en hastighed på 3 m / s. Senere, på det øjeblik t '= 0,4 s, har den en hastighed på 1 m / s. Beregn den gennemsnitlige acceleration mellem t og t og fortolk resultatet.

Svar

-Eksempel 2

På det første øjeblik t = 0,6 s har et objekt hastighed -1 m / s. Efterfølgende på det øjeblik t '= 0,8 s har det en hastighed på -3 m / s. Beregn den gennemsnitlige acceleration mellem t og t. Fortol resultatet.

Svar

Afslutningsvis blev hastigheden ved slutningen af ​​tidsintervallet endnu mere negativ (-3m / s).

Betyder det, at mobilen bremser bevægelsen? Nej. Minustegnet i hastigheden betyder kun, at det går baglæns og hurtigere, da det går ved -3 m / s går hurtigere end ved -1 m / s, den hastighed, der var i begyndelsen.

Hastigheden, som er hastighedsmodulet, er steget på trods af at den har negativ acceleration. Jeg mener, dette objekt skyndte sig op. Derfor konkluderer vi:

-Eksempel 3-lodret kast

Overvej følgende eksempel: et objekt har øjeblikkelig hastighed givet ved følgende udtryk med alle enheder i det internationale system:

Find hastigheden og accelerationen for tidene 0s, 0.5s og 1.0s. Angiv i begge tilfælde, om objektet accelererer eller decelererer.

Svar

Hastigheden ved hvert af de angivne øjeblikke findes ved at erstatte t direkte i ligningen. Acceleration findes ved at udlede det givne udtryk som en funktion af tiden og derefter evaluere resultatet på hver af de givne tidspunkter.

Resultaterne er følgende:

Acceleration er konstant og negativ for al bevægelse. Det er nu muligt at beskrive, hvad der er sket med mobilen, mens den bevæger sig.

På tidspunktet t = 0 s forsvandt mobiltelefonen. Dette følger straks, da hastigheden er positiv, og accelerationen er negativ.

I det øjeblik t = 0,5 s stoppede mobilen, i det mindste øjeblikket var den i ro. Det er ikke umuligt for en mobil at stoppe, selv når den er accelereret. Det mest håndgribelige eksempel er i det lodrette opadgående kast.

Kandidater kaster lodret mod deres kasketter. Kilde: Pexels.

Når en mobil projiceres lodret opad, formår den at nå en maksimal højde. Hvis den positive retning vælges i den forstand, hvilket er hvad der næsten altid gøres, i løbet af den tid det tager at nå dette maksimale punkt, vil mobilen have en positiv hastighed.

Men tyngdekraften har været omkring hele tiden. Og det er altid lodret lodret nedad, uanset om objektet går op eller ned. Naturligvis lykkes det med at få mobilen til at gå langsommere, indtil den stopper et øjeblik.

Mobilen vender straks sin hastighed og går tilbage til jorden. I dette tilfælde er hastigheden negativ, fordi den også peger mod jorden. Derfor får tyngdekraften hastigheden til at stige mere og mere.

Værdien af ​​tyngdeaccelerationen er blevet estimeret til 9,8 m / s ², der til beregningsformål afrundes til 10 m / s ². Objektet i eksemplet kan godt have været kastet opad med en begyndelseshastighed på 5 m / s.

Til sidst ved t = 1,0 s er mobilhastigheden negativ. Hvis det er en lodret opadgående opstart, i fravær af friktion, betyder det, at den passerer gennem startpunktet igen, men denne gang går det nedad i stedet for opad.

Afslutningsvis betyder en negativ acceleration ikke nødvendigvis, at mobilen går langsommere. Tværtimod kunne mobilen gå hurtigere og hurtigere. Det drejer sig om at være opmærksom på, om tegnene på hastighed og acceleration er de samme eller ikke.

Referencer

1. Walker, J. 2010. Fysik. Fjerde udgave. Addison Wesley. 26-30.