Sådan beregnes acceleration

Acceleration repræsenterer hastigheden for ændring i hastigheden af en genstand, når den bevæger sig. Hvis et objekts hastighed forbliver konstant, betyder det, at det ikke accelererer. Acceleration sker kun, når objektets hastighed gennemgår en vis variation. Hvis hastigheden varierer med en konstant hastighed, siger vi, at objektet bevæger sig ved konstant acceleration. Du kan beregne accelerationshastigheden (i meter pr. Sekund) baseret på den tid, der er nødvendig for at variere fra en hastighed til en anden eller den resulterende effekt af de kræfter, der påføres objektet.

indhold

Trin

Metode 1beregn gennemsnitsaccelerationen ved brug af hastigheder
Metode 2beregn accelerationen ved hjælp af den resulterende kraft

Video: beregning af bremselængde for bil

Metode 3tjek din viden

Video: bevægelse men konstant acceleration
Video: beregning hastighed
Kilder og citater

trin

Metode 1
Beregn gennemsnitsaccelerationen ved brug af hastigheder

Forstå definitionen af ligningen. Du kan beregne den gennemsnitlige acceleration af et objekt i en vis periode fra dens hastighed (dvs. den hastighed af deres bevægelse i en bestemt retning) i begyndelsen og slutningen af den tid. Til dette skal du kende accelerationsligningen, der er givet af a = Δv / Δt, hvor den repræsenterer den gennemsnitlige acceleration, Av repræsenterer variationen i hastighed og Dt repræsenterer tidsvariationen.

Måleenheden for acceleration er meter per sekund kvadreret (symbol: m / s²).
Acceleration er en vektor mængde, det vil sige, den har både modul og retning. Modulet repræsenterer accelerations samlede værdi, mens retningen fortæller os orienteringen af objektets bevægelse (lodret eller vandret). Hvis objektets hastighed er faldende, vil værdien af accelerationen blive negativ.

Billedbetegnelse Beregn acceleration Trin 2

Forstå variablerne i ligningen. Du kan udvide betingelserne Av og Dt i Δv = v_f - v_jeg og Δt = t_f - t_jeg, hvor v_f repræsenterer den endelige hastighed, v_jeg repræsenterer indledende hastighed, t_f repræsenterer den endelige tid og t_jeg repræsenterer den oprindelige tid.

Da accelerationen har en retning, er det vigtigt altid at trække initialhastigheden fra sluthastigheden. Hvis du ændrer hastighedsordren, vil accelerationsretningen være forkert.
Den oprindelige tid er normalt lig med 0 (medmindre han er informeret i spørgsmålet).

Billedbetegnelse Beregn acceleration Trin 3

Anvend formlen for at finde accelerationen. Til at begynde med, skriv ligningen og alle dens variabler. Ligningen, som vi har set ovenfor, er a = Δv / Δt = (v_f - v_jeg) / (T_f - t_jeg). Subtraher initialhastigheden fra sluthastigheden og divider derefter resultatet med tidsintervallet. Resultatet af divisionen er lig med værdien af den gennemsnitlige acceleration, som objektet har lidt under denne tidsperiode.

Hvis den endelige hastighed er mindre end starthastigheden, vil accelerationen være en negativ værdi eller objektets hastighedshastighed.
Eksempel 1: En racerbil accelererer ensartet fra 18,5 m / s til 46,1 m / s om 2,47 sekunder. Find værdien af din gennemsnitlige acceleration.
- Skriv ligningen: a = Δv / Δt = (v_f - v_jeg) / (T_f - t_jeg)
- Tildel værdierne for variablerne: v_f = 46,1 m / s, v_jeg = 18,5 m / s, t_f = 2,47 s, t_jeg = 0 s.
- Løs ligningen: den = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s².
Eksempel 2: En motorcyklist rejser 22,4 m / s og til sin motorcykel 2,55 s efter brug af bremserne. Find værdien af din deceleration.
- Skriv ligningen: a = Δv / Δt = (v_f - v_jeg) / (T_f - t_jeg)
- Tildel værdierne for variablerne: v_f = 0 m / s, v_jeg = 22,4 m / s, t_f = 2,55 s, t_jeg = 0 s.
- Løs ligningen: den = (0-22,4) / 2,55 = -8,78 m / s².

Metode 2
Beregn accelerationen ved hjælp af den resulterende kraft

Billedbetegnelse Beregn acceleration Trin 4

Forstå definitionen af den anden Newton. Den anden Newton (også kaldet det grundlæggende dynamikprincip), at et objekt undergår acceleration, når de kræfter, der virker på det, er ude af balance. Denne acceleration afhænger af de resulterende kræfter, der virker på objektet og objektets masse. Gennem denne lov kan acceleration beregnes, når en kendt kraft virker på et kendt massobjekt.

Den anden lov af Newton kan udtrykkes ved ligning F_resulterende = m x a, hvor F_resulterende repræsenterer den resulterende kraft, der påføres objektet, m repræsenterer objektets masse og den repræsenterer accelerationen af objektet.
Når du bruger denne ligning, skal du bruge måleenhederne for SI (International System of Units). Brug kg til masse, newton (N) for kraft og meter per sekund kvadreret (m / s²) for acceleration.

Billedbetegnelse Beregn acceleration Trin 5

Find objektets masse. For at finde ud af objektets masse skal du bruge en skala (mekanisk eller digital) for at opnå værdien i gram. Hvis objektet er for stort, skal du muligvis søge efter en reference, som kan give værdien af din masse. I tilfælde af store genstande er massen sandsynligvis udtrykt i kg (kg).

For at blive brugt i denne ligning skal massen omdannes til kilogram. Hvis masseværdien er i gram, divider den med 1000 for at konvertere den til kilogram.

Billedbetegnelse Beregn acceleration Trin 6

Video: beregning af bremselængde for bil

Beregn den resulterende kraft, der virker på objektet. Den resulterende kraft (eller kraft) er en kraft, der er ude af balance. Hvis du har to kræfter, der virker i modsatte retninger på et objekt og en af dem er større end den anden, har du en netto kraft i retning af force majeure. Accelerationen er resultatet af en ubalanceret kraft, der virker på en genstand og forårsager en ændring i dens hastighed i samme retning som den kraft, der trækker eller skubber.

Eksempel: Forestil dig at du og din ældrebror spiller træk. Du trækker rebet til venstre med en kraft på 5 newton, mens det trækker tovet i modsat retning med en kraft på 7 newton. Resultatet af de kræfter, der virker på tovet, er 2 newton til højre (mod din bror).
1 newton (N) er lig med 1 kilo gange meter per sekund kvadreret (kg * m / s²).

Billedbetegnelse Beregn acceleration Trin 7

Omregner ligningen F = ma at beregne accelerationen. Du kan ændre formlen i den anden lov af Newton for at finde accelerationen - divider derfor de to sider af ligningen af massen, og du vil komme til udtrykket a = F / m. For at beregne accelerationsværdien dividerer du kraften ved at objektets masse accelereres.

Kraften er direkte proportional med accelerationen - jo større er kraften, desto større acceleration.
Massen er omvendt proportional med accelerationen - jo større er massen, jo mindre acceleration.

Billedbetegnelse Beregn acceleration Trin 8

Anvend formlen for at finde accelerationen. Accelerationen er lig med kvoten af den resulterende division af kraft, som virker på objektet ved objektets masse. Når du har erstattet de variable værdier, skal du løse den simple division for at komme til objektets accelerationsværdi.

Eksempel: en kraft på 10 newton virker jævnt over en masse på 2 kg. Beregn accelerationen af objektet.
a = F / m = 10/2 = 5 m / s²

Metode 3
Tjek din viden

Retning af acceleration. Det fysiske koncept for acceleration svarer ikke altid til, hvordan det anvendes i hverdagen. Hver acceleration har en retning: Generelt siger vi, at det er positivt, hvis det er orienteret mod top eller for højre negativt, hvis det er orienteret til lav eller for venstre. Se på tabellen nedenfor og se om din beslutning er fornuftig:

Car Behavior	Hastighed Adfærd	Retning af acceleration
Driverhoveder til højre (+) og trin på acceleratoren	+ → ++ (stigning)	positiv
Førersæt højre (+) og trin på bremserne	++ → + (reducerer)	negativ
Driverdrev til venstre (-) og trin på acceleratoren	- → - (fald)	negativ
Førersæder til venstre (-) og trin på bremserne	-- → - (stigning)	positiv
Driver kører med konstant hastighed	forbliver det samme	acceleration er null

2
Video: Bevægelse men konstant acceleration
Retning af kraft. Husk: En kraft forårsager kun acceleration i den retning, hvori den opererer. Nogle problemer kan give irrelevante oplysninger for at forsøge at forvirre dig.
- Eksempel: en legetøjsbåd med en masse på 10 kg accelereres til 2 m / s² i nord retningen. Vinden blæser mod vest og udøver en kraft på 100 newton i legetøjet. Beregn den nye nordacceleration af båden.
- Svar: Fordi vindens kraft er vinkelret på bevægelsesretningen, påvirker den ikke bevægelsen i den retning. Derfor fortsætter båden med at accelerere ved 2 m / s² i nord retningen.
Video: Beregning hastighed
3
Resulterende kraft. Hvis mere end en kraft virker på en genstand, skal du kombinere dem for at bestemme den resulterende kraft før beregning af accelerationen. I spørgsmål med to dimensioner vil beslutningen være som følger:
- Eksempel: Ana trækker en kasse på 400 kg til højre med en kraft på 150 newton. Carlos er på venstre side af kassen og skubber den med en kraft på 200 newton. Vinden blæser til venstre udøver en kraft på 10 newton. Beregn accelerationen af kassen.
- Svar: Dette problem bruger komplekst sprog til at forsøge at forvirre læseren. Når du tegner et diagram over problemet, vil du se, at de kræfter, der virker på kassen, er 150 newton til højre, 200 newton til højre og 10 newton til venstre. Hvis retningen som positiv er "højre", vil den resulterende kraft være 150 + 200 - 10 = 340 newton. Derfor acceleration = F / m = 340 newton / 400 kg = 0,85 m / s².