Tartalom
A sebesség és a gyorsulás két alapvető fogalom a mechanikában vagy a mozgás fizikájában, és összefüggenek. Ha az idő rögzítése közben megmér egy objektum sebességét, akkor egy kicsit később, az idő rögzítése közben ismételje meg, megtalálja a gyorsulást, azaz a sebesség különbségét elosztva az időintervallummal. Ez az alapötlet, bár bizonyos problémák esetén előfordulhat, hogy a sebességet más adatokból kell levezetnie.
A gyorsulás kiszámításának másik módja Newton törvényei alapján. Az első törvény szerint a test egyforma mozgásban marad, hacsak nem erőlteti az erőt, és a második törvény az erő nagysága (F) és a gyorsulás (egy) tömegtest m élmények ennek az erőnek köszönhetően. A kapcsolat ilyen F = mama. Ha ismeri a testre ható erő nagyságát, és ismeri a test tömegét, azonnal kiszámolhatja az általa tapasztalható gyorsulást.
Az átlagos gyorsulási egyenlet
Gondolj egy autóra egy autópályán. Ha azt szeretné tudni, hogy milyen gyorsan megy, és a sebességmérő nem működik, akkor két pontot választ az útjára, x1 és x2, és az órájára néz, amikor az autó elhalad minden ponton. Az autók átlagos sebessége a két pont közötti távolság, elosztva azzal az idővel, amely alatt az autó mindkettőnek elhalad. Ha az idő az órán x1 jelentése t1, és a x2 jelentése t2, az autók sebessége (s):
s= ∆x ÷ ∆t = (x2 − x1) ÷ (t2 − t1).
Tegyük fel, hogy az autók sebességmérője működik, és két különböző sebességet rögzít a pontokon x1 és x2. Mivel a sebességek különböznek, az autónak fel kellett gyorsulnia. A gyorsulást úgy definiáljuk, mint a sebesség változását egy adott időintervallumon belül. Ez negatív szám lehet, ami azt jelentené, hogy az autó lassul. Ha a pillanatnyi sebesség a sebességmérő által rögzített időben t1 jelentése s1, és a sebesség az időben t2 jelentése s2, a gyorsulás (egy) pontok között x1 és x2 jelentése:
egy = ∆s ÷ ∆t = (s2 − s1) ÷ (t2 − t1).
Ez az átlagos gyorsulási egyenlet azt mondja, hogy ha egy bizonyos időben megméri a sebességet, és egy másik időpontban újra megméri, akkor a gyorsulás a sebesség változása az időintervallummal elosztva. A sebesség mértékegysége az SI rendszerben méter / másodperc (m / s), a gyorsulás mértékegysége pedig méter / másodperc / másodperc (m / s / s), amely általában m / s2. A birodalmi rendszerben az előnyös gyorsulási egységek lábak / másodperc / másodperc vagy láb / s2.
Példa: Egy repülőgép 100 kilométer / óra repül közvetlenül a felszállás után, és 30 perccel később eléri a repülési magasságát, amikor óránként 500 mérföldre repül. Mekkora volt az átlagos gyorsulása, amikor felmászott a repülési magasságba?
Használhatjuk a fent leírt gyorsulási képletet. A sebesség különbsége (∆s) 400 mph, és az idő 30 perc, ami 0,5 óra. A gyorsulás így van
egy = 400 mph / 0,5 óra = 800 mérföld / óra2.
A Newton második törvény gyorsulási számológépet biztosít
A Newton második törvényét kifejező egyenlet, F = mama, a fizikában az egyik leghasznosabb, és gyorsulási képletként szolgál. Az SI rendszer erőegysége Newton (N), amelyet Sir Isaac nevez el. Egy Newton az az erő, amely az 1 kilogrammos tömeg 1 m / s gyorsulásához szükséges2. A birodalmi rendszerben az erőegység font. A súlyt fontban is mérik, így a tömeg és az erő megkülönböztetésére az erőegységeket font-erőnek (lbf) nevezzük.
A Newton-egyenletet átrendezheti úgy, hogy a gyorsulás érdekében megoldja a két oldalt m. Kapsz:
egy = F/m
Használja ezt a kifejezést gyorsulási számológépként, ha ismeri az alkalmazott erő tömegét és nagyságát.
Példa: 8 kg tömegű tárgy. 20 Newton erőt érez. Milyen átlagos gyorsulást tapasztal?
egy = F/m = 20 N / 8 kg = 2,5 m / s2.
Példa: Egy 2000 kilós autó 1000 font erőt érez. Mi a gyorsulása?
A tömeg nem azonos a tömeggel, tehát ahhoz, hogy az autók tömegét megkapjuk, meg kell osztani a súlyát a gravitáció által okozott gyorsulással, 32 láb / s sebességgel.2. A válasz 62,5 meztelen csigák (az meztelen csigák a tömeg mértékegysége a birodalmi rendszerben). Most kiszámíthatja a gyorsulást:
egy = F/m = 1000 lbf / 62,5 meztelen csapok = 16 láb / s2.