- Zrýchlenie, rýchlosť a rýchlosť
- Ako sa vypočíta priemerné zrýchlenie
- odpoveď
- odpoveď
- Cvičenie bolo vyriešené
- odpoveď
- Referencie
Stredná zrýchlenie na m je veľkosť, ktorá popisuje zmenu rýchlosti častice v priebehu času. Je to dôležité, pretože ukazuje variácie, ktoré má pohyb.
Na opísanie tejto veľkosti v matematické vyjadrenie, je potrebné vziať do úvahy dve rýchlosti a dvoch časových okamihoch, ktoré sú príslušne označené ako V 1 a V 2 a t 1 a t 2 .
Priemerné zrýchlenie je veľmi dôležitý kinematický parameter. Zdroj: Pixabay.
Kombináciou hodnôt podľa ponúkanej definície sa získa nasledujúci výraz:
V medzinárodnom systéme SI budú jednotky pre m m s s 2 , aj keď iné jednotky, ktoré zahŕňajú dĺžku na jednotku času, budú robiť druhú mocninu.
Napríklad existuje km / h, ktoré udáva „kilometer za hodinu a sekundu“. Všimnite si, že jednotka času sa zobrazí dvakrát. Keď si myslíme, že mobil sa pohybuje po priamke, znamená to, že za každú uplynutú sekundu mobil zvyšuje svoju rýchlosť o 1 km / h. Alebo to zníži o 1 km / h za každú sekundu, ktorá uplynie.
Zrýchlenie, rýchlosť a rýchlosť
Aj keď je zrýchlenie spojené so zvýšením rýchlosti, pravdou je, že starostlivo dodržiavanie definície, ukázalo sa, že každá zmena rýchlosti znamená existenciu zrýchlenia.
A rýchlosť sa nemusí nevyhnutne vždy meniť. Môže sa stať, že mobil iba zmení smer a udržuje konštantnú rýchlosť. Stále existuje zodpovedné zrýchlenie tejto zmeny.
Príkladom je automobil, ktorý vytvára zákrutu s konštantnou rýchlosťou 60 km / h. Vozidlo podlieha zrýchleniu, ktoré je zodpovedné za zmenu smeru rýchlosti tak, aby auto sledovalo krivku. Vodič ju používa pomocou volantu.
Takéto zrýchlenie je nasmerované do stredu zakrivenej cesty, aby sa zabránilo tomu, aby auto zostalo mimo neho. Dostane názov radiálneho alebo normálneho zrýchlenia . Ak by sa radiálne zrýchlenie náhle zrušilo, auto by ďalej nemohlo pokračovať v obchádzaní krivky a pokračovalo by v priamke.
Príkladom pohybu v dvoch rozmeroch je vozidlo pohybujúce sa okolo oblúka, zatiaľ čo pri priamej jazde je jeho pohyb jednorozmerný. V takom prípade je jediným zrýchlením zmena rýchlosti vozidla.
Toto zrýchlenie sa nazýva tangenciálne zrýchlenie . Nie je to výlučné jednodimenzionálny pohyb. Automobil, ktorý obchádza krivku rýchlosťou 60 km / h, sa môže počas jazdy zrýchliť na 70 km / h. V takom prípade musí vodič použiť volant aj plynový pedál.
Ak vezmeme do úvahy jednorozmerný pohyb, stredné zrýchlenie má podobnú geometrickú interpretáciu ako stredná rýchlosť, ako sklon priesečníka, ktorý pretína krivku v bodoch P a Q grafu závislosti rýchlosti od času.
Toto je vidieť na nasledujúcom obrázku:
Geometrická interpretácia priemerného zrýchlenia. Zdroj: Zdroj: す じ に く シ チ ュ ー.
Ako sa vypočíta priemerné zrýchlenie
Pozrime sa na niekoľko príkladov na výpočet priemerného zrýchlenia v rôznych situáciách:
I) V určitom okamihu má mobil pohybujúci sa po priamke rýchlosť + 25 km / ha o 120 sekúnd neskôr má rýchlosť -10 km / h. Aké bolo priemerné zrýchlenie?
odpoveď
Pretože je pohyb jednorozmerný, je možné upustiť od vektorového zápisu, v takom prípade:
v o = +25 km / h = +6,94 m / s
v f = -10 km / h = - 2,78 m / s
Δt = 120 s
Kedykoľvek máte cvičenie so zmiešanou veľkosťou, ako je táto, v ktorej sú hodiny a sekundy, je potrebné odovzdať všetky hodnoty rovnakým jednotkám.
Keďže ide o jednorozmerný pohyb, upustilo sa od notácie vektorov.
II) Cyklista cestuje na východ rýchlosťou 2,6 m / sa o 5 minút neskôr ide na juh rýchlosťou 1,8 m / s. Nájdite jeho priemerné zrýchlenie.
odpoveď
Pohyb nie je jednorozmerný, preto sa používa vektorový zápis. Jednotkové vektory i a j označujú smery spolu s nasledujúcou konvenciou znakov, čo uľahčuje výpočet:
- Sever: + j
- Juh: - j
- Východ: + i
- Západ: - i
V 2 = - 1,8 j m / s
v 1 = + 2,6 i m / s
Δt = 5 minút = 300 sekúnd
v f = v 0 + v = GT (v 0 = 0)
V prípade, že = g = 9,8 m / s 2
Cvičenie bolo vyriešené
Objekt spadol z dostatočnej výšky. Nájdite rýchlosť po 1,25 sekunde.
odpoveď
v o = 0, pretože objekt je zrušený, potom:
v f = GT = 9,8 x 1,25 m / s = 12,25 m / s, smeruje kolmo k zemi. (Zvislý smer nadol sa považuje za pozitívny).
Keď sa objekt priblíži k zemi, jeho rýchlosť sa zvyšuje o 9,8 m / s za každú uplynutú sekundu. Hmotnosť objektu nie je zahrnutá. Dva rôzne objekty, spadnuté z rovnakej výšky a súčasne, vyvíjajú rovnakú rýchlosť ako padajú.
Referencie
- Giancoli, D. Physics. Princípy s aplikáciami. Šieste vydanie. Prentice Hall. 21-35.
- Resnick, R. (1999). Fyzický. Zväzok 1. Tretie vydanie v španielčine. Mexiko. Compañía Editorial Continental SA de CV 20-34.
- Serway, R., Jewett, J. (2008). Fyzika pre vedu a techniku. Objem 1,7 ma . Vydanie. Mexiko. Editori výučby cengage. 21-39.