Зміст
Швидкість і прискорення - два основні поняття в механіці, або фізиці руху, і вони пов'язані між собою. Якщо ви вимірюєте швидкість об'єкта під час запису часу, а потім вимірюйте його ще трохи пізніше, також під час запису часу ви можете знайти прискорення, що є різницею тих швидкостей, поділених на часовий інтервал. Це основна ідея, хоча в деяких проблемах вам може знадобитися отримати швидкість з інших даних.
Є ще один спосіб розрахунку прискорення на основі законів Ньютона. Згідно з першим законом, тіло залишається в стані рівномірного руху, якщо діяти не сила, а другий закон виражає математичну залежність між величиною сили (Ж) і прискорення (а) тіло маси м досвід через цю силу. Відносини є Ж = ма. Якщо ви знаєте величину сили, що діє на тіло, і ви знаєте масу боді, ви можете відразу обчислити прискорення, яке воно відчуває.
Рівняння середнього прискорення
Подумайте про автомобіль на шосе. Якщо ви хочете знати, наскільки швидко працює, і спідометр не працює, ви вибираєте дві точки на його шляху, х1 і х2, і ти дивишся на годинник, як машина проходить кожну точку. Середня швидкість руху автомобілів - це відстань між двома точками, поділене на час, необхідний для проїзду обох автомобілів. Якщо час на годиннику о х1 є т1, і час в х2 є т2, швидкість автомобілів (с):
с= ∆х ÷ ∆т = (х2 − х1) ÷ (т2 − т1).
Припустимо, спідометр автомобілів працює, і він реєструє дві різні швидкості в точках х1 і х2. Оскільки швидкості різні, автомобіль мав розганятися. Прискорення визначається як зміна швидкості протягом певного часового інтервалу. Це може бути від’ємне число, що означало б, що машина сповільнювалася. Якщо миттєва швидкість, як записано спідометром за часом т1 є с1, і швидкість у часі т2 є с2, прискорення (а) між пунктами х1 і х2 є:
а = ∆с ÷ ∆т = (с2 − с1) ÷ (т2 − т1).
Це рівняння середнього прискорення говорить вам про те, що якщо виміряти швидкість в певний час і виміряти її знову в інший час, прискорення - це зміна швидкості, поділене на часовий інтервал. Одиницями швидкості в системі СІ є метри / секунди (м / с), а одиницями прискорення є метри / секунди / секунди (м / с / с), що зазвичай записується м / с2. В імперській системі кращими одиницями прискорення є ноги / секунди / секунди або фути / с2.
Приклад: Літак пролітає 100 миль на годину відразу після зльоту, і він досягає своєї крейсерської висоти через 30 хвилин, коли він пролітає 500 миль на годину. Яким було його середнє прискорення, коли він піднімався на свою крейсерську висоту?
Ми можемо використовувати формулу прискорення, отриману вище. Різниця в швидкості (∆с) становить 400 миль / год, а час - 30 хвилин, що становить 0,5 години. Прискорення тоді
а = 400 миль / год / 0,5 год = 800 миль / год2.
Ньютон Другий закон забезпечує калькулятор прискорення
Рівняння, яке виражає другий закон Ньютона, Ж = ма, є одним з найкорисніших у фізиці і служить формулою прискорення. Одиницею сили в системі СІ є Ньютон (N), названий на честь самого сера Ісаака. Один Ньютон - це сила, необхідна для того, щоб дати 1 кілограмову масу прискорення 1 м / с2. В імперській системі одиницею сили є фунт. Вага вимірюється також у фунтах, тому для відмежування маси від сили одиниці сили називаються фунтами-силою (фунт).
Ви можете переставити рівняння Ньютона для вирішення прискорення, розділивши обидві сторони на м. Ви отримуєте:
а = Ж/м
Використовуйте цей вираз як калькулятор прискорення, коли ви знаєте масу та величину прикладеної сили.
Приклад: Предмет масою 8 кг. переживає силу 20 ньютонів. Яке середнє прискорення він відчуває?
а = Ж/м = 20 Н / 8 кг = 2,5 м / с2.
Приклад: Автомобіль на 2000 фунтів відчуває силу в 1000 фунтів. Яке його прискорення?
Вага не така, як маса, тому, щоб отримати масу автомобіля, ви повинні розділити його вагу на прискорення за рахунок сили тяжіння, з - 32 фут / с2. Відповідь - 62,5 слимаків (слизи - це одиниця маси в імперській системі). Тепер ви можете розрахувати прискорення:
а = Ж/м = 1000 фунтів / 62,5 кухонь = 16 футів / с2.