Średnie przyspieszenie Jak obliczone i rozwiązane ćwiczenia

Średnie przyspieszenie Do_M Jest to wielkość opisująca zmianę prędkości cząstki w czasie. Jest to ważne, ponieważ pokazuje odmiany, których doświadcza ruch.

Aby wyrazić tę wielkość w kategoriach matematycznych, należy rozważyć dwie prędkości i dwa momenty, które odpowiednio są oznaczone jako v₁ i v₂, oraz T₁ oraz T₂.

Średnie przyspieszenie jest bardzo ważnym parametrem filmowym. Źródło: Pixabay.

Łącząc wartości zgodnie z oferowaną definicją, zostanie podjęte następujące wyrażenie:

W systemie międzynarodowym, jeśli jednostki dla_M będzie m/s², chociaż inne jednostki obejmujące długość na jednostkę czasu kwadratu będą służyć.

Na przykład jest km/h.S, który brzmi „kilometr na godzinę i przez drugie”. Zauważ, że jednostka czasu pojawia się dwa razy. Myślenie o telefonie komórkowym, który porusza się po linii prostej, oznacza to, że na każde sekundę, telefon komórkowy zwiększa swoją prędkość o 1 km/h. Lub zmniejsza się o 1 km/h na każdą sekundę, która mija.

[TOC]

Przyspieszenie, prędkość i prędkość

Chociaż wiąże się to z przyspieszeniem ze wzrostem prędkości, prawda jest taka, że ​​uważnie obserwowanie definicji, okazuje się, że każda zmiana prędkości implikuje istnienie przyspieszenia.

A prędkość nie zawsze zmienia wielkość. Może się zdarzyć, że telefon komórkowy zmienia się tylko w zależności od kierunku. Nadal istnieje przyspieszenie odpowiedzialne za tę zmianę.

Przykładem tego jest samochód, który daje krzywą o stałej prędkości 60 km/h. Pojazd podlega przyspieszeniu, które jest odpowiedzialne za zmianę kierunku prędkości, aby samochód podążał za krzywą. Kierowca stosuje go za pomocą kierownicy.

Takie przyspieszenie jest skierowane w kierunku środka zakrzywionej trajektorii, aby samochód nie wydostał się z niego. Otrzymuj nazwę przyspieszenia promieniowy albo normalna. Gdyby nagle unieważniono przyspieszenie promieniowe, samochód nie mógł już podać krzywej i kontynuować linię prostą.

Może ci służyć: Wimshursst Machine: History, jak to działa i aplikacje

Samochód poruszający się po krzywej jest przykładem ruchu dwóch wymiarów, podczas gdy gdy maszeruje w linii prostej, jego ruch jest jeden -wymiarowy. W tym przypadku jedynym efektem przyspieszenia jest zmiana prędkości samochodu.

To przyspieszenie nazywa się przyspieszeniem styczny. Nie dotyczy to wyłącznie ruchu jednego wymiaru. Samochód, który daje krzywą przy 60 km/h, może jednocześnie przyspieszyć 70 km/h. W takim przypadku kierowca musi użyć zarówno kierownicy, jak i pedału akceleratora.

Jeśli weźmiemy pod uwagę ruch jednopoziomowy, średnie przyspieszenie ma interpretację geometryczną podobną do średniej prędkości, jako nachylenie linii suszenia, która przecina krzywą w punktach p i q wykresu prędkości vs.

Można to zobaczyć na poniższym rysunku:

Geometryczna interpretacja średniego przyspieszenia. Źródło: Źródło: すじにく シチュー [CC0].

Jak obliczane jest średnie przyspieszenie

Spójrzmy na niektóre przykłady, aby obliczyć średnie przyspieszenie w różnych sytuacjach:

I) W pewnym momencie telefon, który porusza się wzdłuż linii prostej, ma prędkość + 25 km/h, a 120 sekund później ma kolejną -10 km/h. Jakie było średnie przyspieszenie?

Odpowiedź

Ponieważ ruch jest jeden wymiarowy, notację wektorową można wydać, w takim przypadku:

v_albo = +25 km/h = +6.94 m/s

v_F = -10 km/h = - 2.78 m/s

ΔT = 120 s

Ilekroć wykonujesz ćwiczenie z takimi mieszanymi wielkościami, w których są godziny i sekundy, konieczne jest przekazanie wszystkich wartości na te same jednostki.

Będąc ruchem jednodomiowym, notacja wektorowa została wydana.

Ii) rowerzysta porusza się na wschód w tempie 2.6 m/s i 5 minut później idzie na południe do 1.8 m/s. Znajdź swoje średnie przyspieszenie.

Może ci służyć: vy canis majoris: odkrycie, cechy, struktura, szkolenie i ewolucja

Odpowiedź

Ruch nie jest jeden wymiarowy, dlatego stosuje się notację wektorową. Wektory jednostkowe Siema I J Wskazują adresy obok następujących konwencji znaków, ułatwiając obliczenia:

• Północ: +J
• Południe: -J
• Ten: +Siema
• Zachód: -Siema

v₂ = - 1.8 J SM

v₁ = + 2.6 Siema SM

ΔT = 5 minut = 300 sekund

Znaki przyspieszenia w jednym wymiarowym ruchu

Jak zawsze, co dzieje się ze średnimi lub średnimi wielkościami, dostarczone informacje są globalne. Nie oferują szczegółów na temat tego, co wydarzyło się z telefonem komórkowym w każdej chwili, jednak to, co się przyczyniają, pozostaje cenne dla opisu ruchu.

Dzięki oba oznaki prędkości i przyspieszenia można wiedzieć, czy telefon komórkowy, który porusza się po linii, przyspiesza lub hamuje. W obu sytuacjach występuje przyspieszenie, ponieważ prędkość się zmienia.

Są to kilka interesujących rozważań dotyczących znaków tych dwóch wielkości:

• Średnia prędkość i przyspieszenie, oba tego samego znaku, oznacza, że ​​widać na całym świecie, telefon jest coraz szybszy.
• Szybkość i przyspieszenie z różnymi znakami jest znakiem mobilnego podpisywania.

Zwykle uważa się, że ilekroć jest to ujemne przyspieszenie, telefon komórkowy hamuje. To prawda, jeśli prędkość mobilna jest dodatnia. Ale jeśli jest to ujemne, w rzeczywistości prędkość rośnie.

Jak zawsze, gdy ruch jest badany, uważa się przypadki specjalne. Na przykład, co się stanie, gdy średnie przyspieszenie wynosi zero?. Czy to oznacza, że ​​telefon komórkowy zawsze utrzymywał swoją stałą prędkość?

Odpowiedź brzmi nie. Telefon komórkowy mógł zmieniać swoją prędkość w rozważanym przedziale, ale początkowa prędkość i finał były takie same. W tej chwili szczegóły tego, co wydarzyło się w przedziale, jest nieznany, ponieważ średnie przyspieszenie nie zawiera więcej informacji.

Może ci służyć: Joule Efekt: Objaśnienie, przykłady, ćwiczenia, aplikacje

Co jeśli średnie przyspieszenie Do_M Jest to równe przyspieszeniu Do W dowolnym momencie tymczasowym przedziale? Jest to bardzo interesująca sytuacja zwana ruchem prostoliniowym równomiernie różnorodnym lub MRUV).

Oznacza, że ​​prędkość zmienia się równomiernie w czasie. Dlatego przyspieszenie jest stałe. W naturze istnieje taki ruch, z którym wszyscy są znani: wolny upadek.

Wolny upadek: ruch z ciągłym przyspieszeniem

Jest znany fakt, że Ziemia przyciąga przedmioty w kierunku swojego środka i że uwalniając niektóre na pewnej wysokości, doświadcza przyspieszenia grawitacji, którego wartość jest w przybliżeniu stała i równa 9 9.8 m/s² w pobliżu powierzchni.

Jeśli odporność na powietrze nie interweniuje, ruch jest pionowy i jest znany jako wolny upadek. Kiedy przyspieszenie jest stałe i wybierając t₀ = 0, średnie równanie przyspieszenia jest przekształcane w:

Gdzie uzyskuje się dobrze znaną formułę, aby znaleźć prędkość w każdej chwili upadku:

v_F = v₀ + At = gt (v₀= 0)

Gdzie a = g = 9.8 m/s²

Ćwiczenie rozwiązane

Obiekt jest upuszczony z wystarczającej wysokości. Znajdź prędkość po 1.25 sekund.

Odpowiedź

v_albo = 0, ponieważ obiekt jest upuszczony, zatem:

v_F = Gt = 9.8 x 1.25 m/s = 12.25 m/s, skierowane pionowo w kierunku ziemi. (Pionowy kierunek został usunięty jako dodatni).

Gdy obiekt zbliża się do ziemi, jego prędkość wzrasta o 9.8 m/s na każde sekundę upłynęły. Masa obiektu nie jest zaangażowana. Dwa różne obiekty, zrzucone z tej samej wysokości, a jednocześnie rozwijają tę samą prędkość, jak upadają.

Bibliografia

1. Giancoli, zm. Fizyka. Zasady z aplikacjami. Szósta edycja. Prentice Hall. 21-35.
2. Resnick, r. (1999). Fizyczny. Tom 1. Trzecie wydanie po hiszpańsku. Meksyk. Continental Editorial Company S.DO. c.V. 20-34.
3. Serway, r., Jewett, J. (2008). Fizyka nauk i inżynierii. Tom 1. 7^mama. Wydanie. Meksyk. Redaktorzy edukacyjni Cengage. 21-39.