Če ste kdaj videli rdeč avto, ki je mimo vašega avtomobila prehiteval po rdeči luči, ste na lastni koži izkusili razliko v pospeševanju. Pospešek je hitrost, s katero se hitrost predmeta spreminja med gibanjem. Pospešek, izražen v metrih na sekundo na sekundo, lahko izračunate glede na čas, ki ga predmet potrebuje za spremembo hitrosti, ali na podlagi sile, ki deluje na objekt.
Korak
Metoda 1 od 3: Izračun pospeška iz sile
Korak 1. Razumeti drugi Newtonov zakon gibanja
Newtonov drugi zakon gibanja pravi, da bo objekt, ko sila, ki deluje na predmet, neuravnotežen, pospešil. Ta pospešek je določen s posledično silo na objekt in maso samega predmeta. Pospešek je mogoče izračunati, če sta znana sila, ki deluje na predmet, in masa predmeta.
- Newtonove zakone lahko prevedemo v enačbe F.mreža = m x a, s F.mreža Izraža nastalo silo na predmet, m maso predmeta in a pospešek na objektu.
- Pri uporabi te enačbe uporabite metrične enote. Uporabite kilogram (kg) kot enoto mase, Newton (N) kot enoto sile in kvadratne metre na sekundo (m/s)2) za izražanje pospeška.
Korak 2. Določite maso predmeta
Če želite ugotoviti maso predmeta, ga lahko tehtate na tehtnici in zabeležite njegovo težo v gramih. Če je predmet, ki ga imate, zelo velik, boste morda potrebovali sklic, da ugotovite njegovo maso. Veliki predmeti imajo običajno težo v kilogramih (kg).
Če želite nadaljevati z izračuni s to enačbo, morate enote mase pretvoriti v kilograme. Če je masa vašega predmeta izražena v gramih, morate le to vrednost razdeliti na 1000, da jo pretvorite v kilograme
Korak 3. Izračunajte nastalo silo na predmet
Nastala sila je neuravnotežena sila. Če obstajata dve sili, ki sta nasprotni drug drugemu in je ena večja od druge, bo rezultat obeh sil enak smeri večje sile. Pospešek se pojavi, ko predmet doživi neuravnoteženo silo, tako da se njegova hitrost približa sili, ki ga vleče ali potiska.
- Na primer: recimo, da se s sestro igrate vlečenja vrvi. Vrv potegnete v levo s silo 5 njutonov, medtem ko vaš brat vrvi vrv v nasprotni smeri s silo 7 njutonov. Nastala sila na vrvici je 2 Newtona na levi proti bratu.
- Če želite bolje razumeti enote, razumejte, da je 1 Newton (1 N) enako 1 kilogram-meter/sekundo na kvadrat (kg-m/s)2).
Korak 4. Spremenite enačbo F = ma, da rešite problem pospeška
Za izračun pospeška lahko spremenite vrstni red formule tako, da delite obe strani enačbe z maso, tako da dobite enačbo: a = F/m. Če želite najti pospešek, morate samo silo razdeliti na maso predmeta, ki jo doživlja.
- Sila je neposredno sorazmerna s pospeškom, kar pomeni, da večja kot je sila, ki jo ima objekt, bo pospešek še večji.
- Masa je obratno sorazmerna s pospeškom, kar pomeni, da večjo maso ima objekt, manjši bo pospešek.
Korak 5. S formulo rešite problem pospeška
Pospešek je enak posledični sili predmeta, deljeni z njegovo maso. Ko zapišete znane spremenljivke, naredite deljenje, da poiščete pospešek predmeta.
- Na primer: sila 10 Newtonov deluje v isti smeri na predmet z maso 2 kg. Kakšen je pospešek?
- a = F/m = 10/2 = 5 m/s2
Metoda 2 od 3: Izračun povprečnega pospeška dveh hitrosti
Korak 1. Določite enačbo za povprečni pospešek
Povprečni pospešek predmeta v določenem časovnem obdobju lahko izračunate glede na njegovo hitrost (hitrost predmeta v določeni smeri), pred in po tem časovnem razponu. Za izračun morate poznati enačbo za izračun pospeška: a = v / t kjer a predstavlja pospešek, v spremembo hitrosti in t čas, potreben za spremembo hitrosti predmeta.
- Enota pospeška je meter na sekundo na sekundo ali m/s2.
- Pospešek je vektorska količina, kar pomeni, da ima tako velikost kot smer. Velikost pospeška je skupna količina, njegova smer pa je določena s smerjo, v kateri se objekt premika. Če se objekt upočasni, bo pospešek negativen.
Korak 2. Razumeti spremenljivke
V in t lahko določite z nadaljnjimi izračuni: v = vf - vjaz in t = tf - tjaz z vf predstavlja končno hitrost, vjaz začetna hitrost, tf končni čas in tjaz začetni čas.
- Ker ima pospešek smer, morate končno hitrost vedno znižati na začetno hitrost. Če ga obrnete, bo smer pospeševanja napačna.
- Če v problemu ni navedeno drugače, je začetni čas premika predmeta običajno 0 sekund.
Korak 3. S formulo poiščite pospešek
Najprej zapišite svojo enačbo skupaj z vsemi znanimi spremenljivkami. Enačba je a = v / t = (vf - vjaz)/(tf - tjaz). Končno hitrost odštejte za začetno hitrost, nato pa rezultat delite s časovnim razponom. Rezultat je povprečni pospešek objekta v tem časovnem obdobju.
- Če je končna hitrost predmeta manjša od njegove začetne hitrosti, bo pospešek negativen, kar pomeni, da se objekt upočasnjuje.
-
Primer 1: hitrost dirkalnika se nenehno povečuje z 18,5 m/s na 46,1 m/s v 2,47 sekunde. Kakšen je povprečni pospešek?
- Napišite enačbo: a = v / t = (vf - vjaz)/(tf - tjaz)
- Zapišite znane spremenljivke: vf = 46, 1 m/s, vjaz = 18,5 m/s, tf = 2, 47 s, tjaz = 0 s
- Reši enačbo: a = (46, 1 - 18, 5)/2, 47 = 11, 17 metrov/sekundo2.
-
Primer 2: kolesar se ustavi pri 22,4 m/s po 2,55 sekunde pritiska na zavoro. Določite pojem.
- Napišite enačbo: a = v / t = (vf - vjaz)/(tf - tjaz)
- Zapišite znane spremenljivke: vf = 0 m/s, vjaz = 22,4 m/s, tf = 2,55 s, tjaz = 0 s.
- Reši enačbo: a = (0 -22, 4)/2, 55 = -8, 78 metrov/sekundo2.
Metoda 3 od 3: Ponovno preverjanje odgovorov
Korak 1. Smer pospeška
Koncept pospeška v fiziki ni vedno enak tistemu, ki se uporablja v vsakdanjem življenju. Vsak pospešek ima smer, običajno označeno s pozitivnim simbolom, če gre navzgor ali v desno, ali negativno, če je usmerjen navzdol ali levo. Na podlagi spodnjih navodil še enkrat preverite, ali je vaš odgovor smiseln:
| Gibanje avtomobila | Spreminjanje hitrosti avtomobila | Smer pospeška |
|---|---|---|
| Premaknite se v desno (+) pritisnite pedal za plin | + → ++ (hitreje) | pozitivno |
| Premaknite desno (+) pritisnite zavoro | ++ → + (manj pozitivno) | negativno |
| Premaknite se levo (-) pritisnite stopalko za plin | - → - (bolj negativno) | negativno |
| Premaknite levo (-) pritisnite zavoro | - → - (manj negativno) | pozitivno |
| Premikanje s konstantno hitrostjo | ostaja enaka | pospešek je nič |
Korak 2. Smerna smer
Ne pozabite, da sila povzroči pospešek le "v smeri sile". Nekatera vprašanja vas lahko zavedejo z ocenami, ki niso povezane s pospeševanjem.
- Primer problema: ladja z igračami z maso 10 kg se premika s pospeškom proti severu 2 m/s2. Veter odnese ladjo proti zahodu s silo 100 Newtonov. Kakšen je pospešek ladje, ki se odpelje proti severu, potem ko jo je veter razstrelil?
- Odgovor: ker je smer sile pravokotna na gibanje predmeta, nima vpliva na predmete, ki se gibljejo v tej smeri. Ladja se bo še naprej premikala proti severu s pospeškom 2 m/s2.
Korak 3. Rezultatski slog
Če je sila, ki jo ima predmet, več kot ena, pred izračunom pospeška izračunajte iz njih nastalo silo. Sledi primer dvodimenzionalne slogovne težave:
- Primer težave: April vleče 400 kg zabojnik v levo s silo 150 Newtonov. Bob stoji na levi strani posode in pritisne s silo 200 njutonov. Veter piha v levo s silo 10 Newtonov. Kakšen je pospešek posode?
- Odgovor: Zgornja vprašanja ponujajo zapletene namige, ki vas bodo prevarali. Narišite diagram in na desni boste videli silo 150 newtonov, levo 200 newtonov in levo 10 newtonov. Če je "levo" pozitivno, je posledična sila na objekt 150 + 200 - 10 = 340 Newtonov. Pospešek predmeta = F / m = 340 Newton / 400 kg = 0,85 m / s2.
