Содержание
Скорость и ускорение - два фундаментальных понятия в механике или физике движения, и они связаны между собой. Если вы измеряете скорость объекта во время записи времени, а затем измеряете ее снова немного позже, также во время записи времени вы можете найти ускорение, которое является разницей в этих скоростях, деленных на временной интервал. Это основная идея, хотя в некоторых проблемах вам, возможно, придется получать скорости из других данных.
Существует еще один способ расчета ускорения на основе законов Ньютона. Согласно первому закону тело остается в состоянии равномерного движения, если на него не действует сила, а второй закон выражает математическую зависимость между величиной силы (F) и ускорение () масса тела м переживания из-за этой силы. Отношения F = мама, Если вы знаете величину силы, действующей на тело, и знаете массу тела, вы можете сразу рассчитать ускорение, которое оно испытывает.
Уравнение среднего ускорения
Подумайте о машине на шоссе. Если вы хотите знать, как быстро он движется, а спидометр не работает, вы выбираете две точки на его пути, Икс1 а также Икс2, и вы смотрите на свои часы, когда машина проезжает каждую точку. Средняя скорость машины - это расстояние между двумя точками, деленное на время, которое требуется машине, чтобы проехать их обе. Если время на часах в Икс1 является T1, и время в Икс2 является T2скорость машины (s) является:
s= ∆Икс ÷ ∆T = (Икс2 − Икс1) ÷ (T2 − T1).
Теперь предположим, что спидометр автомобиля работает, и он записывает две разные скорости в точках Икс1 а также Икс2, Поскольку скорости разные, машина должна была разгоняться. Ускорение определяется как изменение скорости за определенный промежуток времени. Это может быть отрицательное число, которое будет означать, что машина замедляется. Если мгновенная скорость, записанная спидометром во время T1 является s1и скорость во времени T2 является s2ускорение () между точками Икс1 а также Икс2 является:
= ∆s ÷ ∆T = (s2 − s1) ÷ (T2 − T1).
Это среднее уравнение ускорения говорит вам, что если вы измеряете скорость в определенное время и измеряете ее снова в другое время, ускорение - это изменение скорости, деленное на временной интервал. Единицами скорости в системе СИ являются метры / секунды (м / с), а единицами ускорения являются метры / секунды / секунды (м / с / с), которые обычно записываются в м / с.2, В имперской системе предпочтительными единицами ускорения являются футы / секунды / секунды или футы / с2.
примерСамолет летит со скоростью 100 миль в час сразу после взлета и достигает своей крейсерской высоты 30 минут спустя, когда он летит со скоростью 500 миль в час. Каково было его среднее ускорение при подъеме на крейсерскую высоту?
Мы можем использовать формулу ускорения, полученную выше. Разница в скорости (∆s) составляет 400 миль в час, и время составляет 30 минут, что составляет 0,5 часа. Ускорение тогда
= 400 миль в час / 0,5 часа = 800 миль / час2.
Второй закон Ньютона обеспечивает калькулятор ускорения
Уравнение, выражающее второй закон Ньютона, F = мама, является одним из самых полезных в физике и служит формулой ускорения. Единицей силы в системе СИ является Ньютон (N), названный в честь самого сэра Исаака. Один ньютон - это сила, необходимая для ускорения 1 кг / с массы в 1 кг.2, В имперской системе единицей силы является фунт. Вес также измеряется в фунтах, поэтому, чтобы отличить массу от силы, единицы силы называются фунт-сила (фунт-сила).
Вы можете изменить уравнение Ньютона, чтобы решить для ускорения, разделив обе стороны на м, Ты получаешь:
= F/м
Используйте это выражение в качестве калькулятора ускорения, когда вы знаете массу и величину приложенной силы.
Пример: Объект с массой 8 кг. испытывает силу 20 ньютонов. Какое среднее ускорение он испытывает?
= F/м = 20 Н / 8 кг = 2,5 м / с2.
пример: 2000-фунтовый автомобиль испытывает силу в 1000 фунтов. Каково его ускорение?
Вес не совпадает с массой, поэтому, чтобы получить массу автомобиля, вы должны разделить его вес на ускорение под действием силы тяжести с 32 фут / с.2, Ответ - 62,5 слизняка (слизни - единица массы в имперской системе). Теперь вы можете рассчитать ускорение:
= F/м = 1000 фунтов / 62,5 слизней = 16 футов / с2.