Jak obliczyć średnie przyspieszenie

Wideo: Fizyka od podstaw: Co to jest prędkość średnia i chwilowa, przyspieszenie w fizyce

Zawartość

Kroki
Metoda 1 z 2: Obliczanie średniego przyspieszenia
Metoda 2 z 2: Przyspieszenie dodatnie i ujemne
Porady

Przyspieszenie charakteryzuje szybkość zmian prędkości zarówno pod względem wielkości, jak i kierunku. Średnie przyspieszenie można znaleźć w celu określenia średniej szybkości zmian prędkości ciała w pewnym okresie czasu. Możesz nie wiedzieć, jak obliczyć przyspieszenie (ponieważ nie jest to rutynowe zadanie), ale przy odpowiednim podejściu nie powinno to być trudne.

Kroki

Metoda 1 z 2: Obliczanie średniego przyspieszenia

1 Wyznaczanie przyspieszenia. Przyspieszenie to tempo, w jakim prędkość rośnie lub maleje, lub po prostu tempo, w jakim prędkość zmienia się w czasie. Przyspieszenie to wielkość wektorowa z kierunkiem (uwzględnij ją w odpowiedzi).
- Zwykle, jeśli ciało przyspiesza podczas ruchu „w prawo”, „w górę” lub „do przodu”, to przyspieszenie ma wartość dodatnią (+).
- Jeśli ciało przyspiesza podczas ruchu „w lewo”, „w dół” lub „do tyłu”, to przyspieszenie ma wartość ujemną (+).
2 Zapisz definicję przyspieszenia jako wzór. Jak wspomniano powyżej, przyspieszenie to tempo zmian prędkości w czasie. Istnieją dwa sposoby zapisania tej definicji jako formuły:
- a_Poślubić = /_t (symbol delta „Δ” oznacza „zmianę”).
- a_Poślubić = /_{(T_{W celu} - T_n)}gdzie v_{W celu} - prędkość końcowa, v_n - prędkość początkowa.
3 Znajdź początkowe i końcowe prędkości ciała. Na przykład samochód ruszający (w prawo) z parkingu ma prędkość początkową 0 m / s, a prędkość końcową 500 m / s.
- Ruch w prawo opisany jest wartościami dodatnimi, więc dalej nie będziemy wskazywać kierunku ruchu.
- Jeśli pojazd zaczyna poruszać się do przodu, a kończy do tyłu, prędkość końcowa jest ujemna.
4 Zwróć uwagę na zmianę w czasie. Na przykład, osiągnięcie prędkości końcowej może zająć samochodowi 10 sekund. W tym przypadku t_{W celu} = 10 s, oraz t_n = 0 sek.
- Upewnij się, że prędkość i czas są we właściwych jednostkach. Na przykład, jeśli prędkość podawana jest w km/h, to czas należy mierzyć w godzinach.
5 Wprowadź dane dotyczące prędkości i czasu do wzoru, aby obliczyć średnie przyspieszenie. W naszym przykładzie:
- a_Poślubić = /_{(10s - 0s)}
- a_Poślubić = /_(10s)
- a_Poślubić = 50 m/s/s, czyli 50 m/s.
6 Interpretacja wyniku. Przyspieszenie średnie określa średnią szybkość zmian prędkości w określonym przedziale czasu. W powyższym przykładzie samochód przyspieszał średnio 50 m/s na sekundę. Pamiętaj: parametry ruchu mogą być różne, ale średnie przyspieszenie będzie takie samo tylko wtedy, gdy zmiana prędkości i zmiana czasu nie ulegną zmianie:
- Samochód może ruszyć z prędkością 0 m/s i rozpędzić się w 10 sekund do 500 m/s.
- Samochód może ruszyć z prędkością 0 m/s i przyspieszyć do 900 m/s, a następnie zwolnić do 500 m/sw 10 sekund.
- Samochód może ruszyć z prędkością 0 m/s, stać w miejscu przez 9 sekund, a następnie rozpędzić się do 500 m/sw ciągu 1 sekundy.

Metoda 2 z 2: Przyspieszenie dodatnie i ujemne

1 Wyznaczanie prędkości dodatniej i ujemnej. Prędkość ma kierunek (ponieważ jest to wielkość wektorowa), ale określanie jej na przykład jako „góra” lub „północ” jest bardzo żmudne. Zamiast tego większość problemów zakłada, że ciało porusza się po linii prostej.Podczas ruchu w jednym kierunku prędkość ciała jest dodatnia, a podczas ruchu w przeciwnym kierunku prędkość ciała jest ujemna.
- Na przykład niebieski pociąg jedzie na wschód z prędkością 500 m/s. Czerwony pociąg porusza się na zachód z tą samą prędkością, ale ponieważ jedzie w przeciwnym kierunku, jego prędkość jest rejestrowana jako -500 m/s.
2 Użyj definicji przyspieszenia, aby określić jego znak (+ lub -). Przyspieszenie to tempo, w jakim prędkość zmienia się w czasie. Jeśli nie wiesz, jaki znak wpisać dla wartości przyspieszenia, znajdź zmianę prędkości:
- v_ostateczny - v_Inicjał = + czy -?
3 Przyspieszenie w różnych kierunkach. Na przykład pociągi niebieskie i czerwone poruszają się w przeciwnych kierunkach z prędkością 5 m/s. Wyobraź sobie ten ruch na osi liczbowej; pociąg niebieski porusza się z prędkością 5 m/s w kierunku dodatnim osi liczbowej (czyli w prawo), a pociąg czerwony z prędkością -5 m/s w kierunku ujemnym osi liczbowej ( tj. w lewo). Jeśli każdy pociąg zwiększa swoją prędkość o 2 m/s (w kierunku ruchu), jaki jest znak przyspieszenia? Sprawdźmy:
- Niebieski pociąg porusza się w dodatnim kierunku, więc jego prędkość wzrasta z 5 m/s do 7 m/s. Ostateczna prędkość to 7 - 5 = +2. Ponieważ zmiana prędkości jest dodatnia, przyspieszenie jest również dodatnie.
- Czerwony pociąg porusza się w kierunku ujemnym i zwiększa prędkość z -5 m/s do -7 m/s. Prędkość końcowa wynosi -7 - (-5) = -7 + 5 = -2 m/s. Ponieważ zmiana prędkości jest ujemna, przyspieszenie jest również ujemne.
4 Zwolnij. Na przykład samolot leci z prędkością 500 km/h, a następnie zwalnia do 400 km/h. Chociaż samolot porusza się w dodatnim kierunku, jego przyspieszenie jest ujemne, ponieważ zwalnia (to znaczy zmniejsza prędkość). Można to sprawdzić za pomocą obliczeń: 400 - 500 = -100, czyli zmiana prędkości jest ujemna, więc przyspieszenie jest ujemne.
- Z drugiej strony, jeśli śmigłowiec porusza się z prędkością -100 km/h i przyspiesza do -50 km/h, to jego przyspieszenie jest dodatnie, ponieważ zmiana prędkości jest dodatnia: -50 - (-100) = 50 (choć taka zmiana prędkości nie wystarczyła do zmiany kierunku śmigłowca).

Porady

Przyspieszenie i prędkość to wielkości wektorowe, które są określone przez wartość i kierunek. Wartości określone tylko przez wartość nazywane są skalarami (na przykład długość).