Innehåll

• Steg

Acceleration representerar förändringshastigheten i ett objekts hastighet när det rör sig. Om hastigheten på ett objekt förblir konstant, betyder det att det inte accelererar. Acceleration sker endast när objektets hastighet ändras. Om hastigheten varierar med en konstant hastighet, säger vi att objektet rör sig med konstant acceleration. Du kan beräkna accelerationshastigheten (i meter per sekund) baserat på den tid som krävs för att variera från en hastighet till en annan eller resultatet av de krafter som appliceras på objektet.

Steg

Del 1 av 3: Beräkna den genomsnittliga accelerationen med hjälp av hastigheterna

1. 

   Förstå definitionen av ekvationen. Du kan beräkna den genomsnittliga accelerationen för ett objekt under en viss tidsperiod från dess hastighet (det vill säga hastigheten på dess rörelse i en specifik riktning) i början och slutet av den tiden. För detta måste du känna till accelerationsekvationen som ges av a = Δv / Δt, Var De representerar den genomsnittliga accelerationen, öv representerar variationen i hastighet och At representerar tidsvariation.
   • Mätningsenheten för acceleration är meter per sekund kvadrat (symbol: m / s).
   • Acceleration är en vektorkvantitet, det vill säga den presenterar modul och riktning. Modulen representerar det totala värdet på accelerationen, medan riktningen berättar orienteringen för objektets rörelse (vertikal eller horisontell). Om objektets hastighet minskar kommer dess accelerationsvärde att vara negativt.

2. 

   
   
   Förstå variablerna i ekvationen. Du kan utöka villkoren öv och At i Δv = v_f - v_jag och Δt = t_f - t_jag, Var v_f representerar den slutliga hastigheten, v_jag representerar den initiala hastigheten, t_f representerar den sista tiden och t_jag representerar starttiden.
   • Eftersom accelerationen har en riktning är det viktigt att alltid dra in den initiala hastigheten från den slutliga hastigheten. Om du ändrar hastighetsordningen är din accelerationsriktning fel.
   • Starttiden är vanligtvis lika med 0 (såvida inte det anges i frågan).

3. 

   
   
   Använd formeln för att hitta accelerationen. För att börja, skriv ekvationen och alla dess variabler. Ekvationen, som vi såg ovan, är a = Δv / Δt = (v_f - v_jag) / (t_f - t_jag). Dra in initialhastigheten från sluthastigheten och dela sedan resultatet med tidsintervallet. Resultatet av uppdelningen kommer att vara lika med det genomsnittliga accelerationsvärdet som objektet har genomgått under denna tidsperiod.
   • Om den slutliga hastigheten är mindre än den ursprungliga hastigheten, kommer accelerationen att vara ett negativt värde eller hastigheten för retardation av objektet.
   • Exempel 1: en racerbil accelererar jämnt från 18,5 m / s till 46,1 m / s på 2,47 sekunder. Hitta värdet på din genomsnittliga acceleration.
     • Skriv ekvationen: a = Δv / Δt = (v_f - v_jag) / (t_f - t_jag)
     • Tilldela värdena på variablerna: v_f = 46,1 m / s, v_jag = 18,5 m / s, t_f = 2,47 s, t_jag = 0 s.
     • Lös ekvationen: De = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s.
   • Exempel 2: en motorcyklist kör vid 22,4 m / s och för sin motorcykel 2,55 s efter att ha använt bromsarna. Hitta värdet på din avmattning.
     • Skriv ekvationen: a = Δv / Δt = (v_f - v_jag) / (t_f - t_jag)
     • Tilldela värdena på variablerna: v_f = 0 m / s, v_jag = 22,4 m / s, t_f = 2,55 s, t_jag = 0 s.
     • Lös ekvationen: De = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s.

Del 2 av 3: Beräkna accelerationen med hjälp av den resulterande kraften

1. 

   
   
   Förstå definitionen av den andra lagen om newton. Den andra lagen om newton (även kallad dynamikens grundläggande princip) säger att ett objekt accelererar när krafterna som verkar på det är ur balans. Denna acceleration beror på de resulterande krafterna som verkar på objektet och objektets massa. Genom denna lag kan acceleration beräknas när en känd kraft verkar på ett föremål med känd massa.
   • Den andra lagen av newton kan uttryckas med ekvationen F_resulterande = m x a, Var F_resulterande representerar den resulterande kraften som appliceras på föremålet, m representerar objektets massa och De representerar accelerationen för objektet.
   • När du använder denna ekvation, använd SI-mätenheter (International System of Units). Använd kilogram (kg) för massa, newton (N) för kraft och meter per sekund kvadrat (m / s) för acceleration.

2. 

   Hitta objektets massa. För att ta reda på objektets massa, använd en skala (mekanisk eller digital) för att få värdet i gram. Om objektet är mycket stort kan du behöva leta efter någon referens som kan ge värdet på dess massa. För stora föremål kommer massan sannolikt att uttryckas i kilogram (kg).
   • För att kunna användas i denna ekvation måste massan omvandlas till kilogram. Om massvärdet är i gram, dela det med 1000 för att konvertera det till kilogram.

3. 

   Beräkna den resulterande kraften som verkar på föremålet. Den resulterande kraften (eller resulterande från krafterna) är en kraft som är utanför balans. Om du har två krafter i motsatta riktningar som verkar på ett föremål och en är större än den andra, kommer du att ha en resulterande kraft i riktningen för den större kraften. Acceleration är resultatet av en obalanserad kraft som verkar på ett föremål och orsakar en förändring av dess hastighet i samma riktning som kraften som drar eller skjuter det.
   • Exempel: Föreställ dig att du och din äldre bror spelar dragkamp. Du drar repet till vänster med en kraft på 5 newton, medan han drar repet i motsatt riktning med en kraft av 7 newton. Resultatet av krafterna som verkar på repet är 2 newton till höger (mot din bror).
   • 1 newton (N) motsvarar 1 kg gånger meter per sekund kvadrat (kg * m / s).

4. 

   Ordna om ekvationen F = ma för att beräkna accelerationen. Du kan ändra formeln för den andra lagen om newton att kunna hitta accelerationen; för detta, dela de två sidorna av ekvationen med massan så kommer du fram till uttrycket a = F / m. För att beräkna accelerationsvärdet, dela kraften med massan på objektet som accelereras.
   • Kraften är direkt proportionell mot accelerationen; alltså, desto större kraft, desto större acceleration.
   • Massan är omvänt proportionell mot accelerationen; därför, desto större massa, desto lägre är accelerationen.

5. 

   Använd formeln för att hitta accelerationen. Accelerationen är lika med kvoten på uppdelningen av den resulterande kraften som verkar på föremålet med objektets massa. När du har bytt ut värdena på variablerna, lösa den enkla uppdelningen för att komma fram till objektets accelerationsvärde.
   • Exempel: en kraft av 10 newton verkar enhetligt på en massa av 2 kg. Beräkna objektets acceleration.
   • a = F / m = 10/2 = 5 m / s

Del 3 av 3: Kontrollera din kunskap

1. Accelerationsriktning. Det fysiska begreppet acceleration stämmer inte alltid med hur det används i vardagen. Varje acceleration har en riktning: i allmänhet säger vi att det är positivt om det är inriktat på upp eller att rätt och negativt om det är inriktat på låg eller att vänster. Titta på tabellen nedan och se om din upplösning är meningsfull:

2. 

   Tvinga riktning. Kom ihåg: en kraft orsakar endast acceleration i den riktning den arbetar i. Vissa problem kan ge irrelevant information för att försöka förvirra dig.
   • Exempel: en leksaksbåt med en massa på 10 kg accelereras till 2 m / s i nordriktningen. Vinden blåser västerut och utövar en kraft på 100 newton på leksaken. Beräkna båtens nya norracceleration.
   • Svar: Eftersom vindkraften är vinkelrätt mot rörelseriktningen påverkar den inte rörelsen i den riktningen. Därför fortsätter båten att accelerera vid 2 m / s i nordlig riktning.

3. 

   Resulterande kraft. Om mer än en kraft verkar på ett objekt måste du kombinera dem för att bestämma den resulterande kraften innan beräkningen av accelerationen. I frågor med två dimensioner skulle upplösningen vara följande:
   • Exempel: Ana drar en 400 kg låda till höger med en kraft på 150 newton. Carlos är på lådans vänstra sida och skjuter den med en styrka på 200 newton. Vinden blåser till vänster och utövar en kraft av 10 newton. Beräkna lådans acceleration.
   • Svar: Det här problemet använder komplexa språk för att försöka förvirra läsaren. När du ritar ett diagram över problemet kommer du att se att krafterna som verkar på lådan är 150 newton höger, 200 newton rätt och 10 newton till vänster. Om riktningen antagen som positiv är "rätt" blir den resulterande kraften 150 + 200 - 10 = 340 newton. Därför acceleration = F / m = 340 newton / 400 kg = 0,85 m / s.