Enhavo
En fiziko, akcelo Ĝi estas la nomo donita al vektora grando (ĝi havas direkton), kiu indikas la variadon de rapido de moviĝanta korpo dum la tempo pasas. Ĝi estas kutime reprezentita per la litero a kaj ĝia mezurunuo, en la Internacia Sistemo ĝi estas metroj je sekundo kvadratita (m / s2).
La origino de ĉi tiu koncepto devenas de newtona meicsaniko, kies postulatoj certigas, ke objekto ĉiam moviĝos rektlinie, krom se fortoj, kiuj kondukas al akcelo, influas ĝin, rezultigante kurban vojon.
Ĉi tio signifas, ke objekto en rektlinia movado povas varii sian rapidon nur se forto agas sur ĝin, kiu kaŭzas akcelon: en la sama direkto de sia trajektorio (akcelo: ĝi akiras rapidon) aŭ en la kontraŭa direkto (malakceliĝo: ĝi perdas rapidon) .
Formulo por kalkuli akcelon
Tiel, klasika mekaniko difinas akcelon kiel la variadon de rapido laŭlonge de tempo kaj proponas la jenan formulon:
a = dV / dt
Kie al estos akcelo, dV la diferenco de rapidoj kaj dt la tempo, kiam la akcelo okazas. Ambaŭ variabloj estas difinitaj jene:
dV = VF - Vmi
Kie VF estos la fina rapideco kaj Vmi la komenca rapideco de la poŝtelefono. Gravas observi ĉi tiun ordon por reflekti la direkton de la akcelo: povas esti pozitiva akcelo (gajna rapido) aŭ negativa (perdi rapidon). Plus:
dt = tf - ti
Kie tF estos la fina tempo kaj tmi la komenca tempo de la movado. Krom se alie dirite, la komenca tempo ĉiam estos 0 sekundoj.
Akcelo rilate al forto
Aliflanke, Newtoniana mekaniko establas por korpo de konstanta maso (m), pripensita de inercia observanto, proporcian rilaton rilate al la forto aplikita al la objekto (F) kaj la akirita akirita (a), tio estas:
F = m. al
Ĉi tiu rilato validas en iu ajn inercia referenca sistemo kaj permesas kalkuli la akcelon per la sekva formulo:
a = F / m
Ĉi tiu formulado obeas la duan Leĝon de Newton (Fundamenta Leĝo de Dinamiko).
Akcelaj kalkulaj ekzemploj
- Konkursaŭto pliigas sian rapidecon kun konstanta rapideco de 18,5 m / s al 46,1 m / s en 2,47 sekundoj. Kio estos ĝia averaĝa akcelo?
a = dv / dt = (vF - vmi) / (tF - tmi) Kie vF = 46,1 m / s, vmi = 18,5 m / s, tF = 2,47 s, tmi = 0 s.
Do: a = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s2
- Motorciklanto veturas je 22,4 m / s kaj rimarkas, ke li faris malĝustan itineron. Frapu la bremsojn kaj la motorciklo haltas post 2.55 sekundoj. Kio estos ĝia malrapidiĝo?
a = dv / dt = (vF - vmi) / (tF - tmi), kie VF = 0 m / s, vmi = 22,4 m / s, tF = 2,55 s, tmi = 0 s.
Do:a = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s2
- Forto de grandeco 10 njutonoj agas unuforme sur 2 kilogramoj da maso. Kio estos la akcelo de la puŝita objekto?
a = F / m, kie F = 10 N, m = 2Kg.
Sekve:
a = 10/2 = 5 m / s2
- Iu tiras 400-kg meblon flanken kun neta forto de 150 njutonoj. Alia persono pelas ĝin samdirekte kun forto de 200 njutonoj, sed estas vento blovanta en la kontraŭa direkto kun forto de 10 njutonoj. Kio estos la akcelo, kiun la mebloj akiras?
Ni scias, ke a = F / m, kie la neta forto estos la sumo de tiuj en la sama direkto malpli tiu, kiu kontraŭstaras ilin: F = 150 N (persono 1) + 200 N (persono 2) - 10N (vento) , kio rezultas en 340 N. Ni ankaŭ scias, ke m = 400 kg.
Poste:a = 340 N / 400 kg = 0,85 m / s2
- Teleregita aviadilo, kun maso de 10 kg, flugas kun akcelo de 2 m / s2 direktiĝante norden. Ĝuste tiam vento blovas orienten, kun forto de 100 N. Kio estos la nova akcelo de la aviadilo, kiu konservas sian kurson?
Ĉar la forto de la vento estas perpendikulara al la direkto de la aviadila moviĝo, ĝi ne efikos al ĝia movado. Ĝi plu akcelos norden je 2 m / s2.
- Du infanoj, unu malforta kaj unu forta, ludas tirŝnuron, ĉiu ĉe unu fino de la ŝnuro. La unua tiras maldekstren kun forto de 5 N kaj la dua tiras en la kontraŭa direkto kun forto de 7 N. Konsiderante, ke 1 njutono (N) egalas al 1 kilogramo-metro / sekundo kvadratigita (kg-m / s2), kio estos la akcelo atingita de la korpo de la pli malforta infano, kiam la alia estas tirata en la kontraŭa direkto?
De F = m.a ni scias, ke a = F / m, sed ni devas trovi la retan forton, kiu estos 2 N (7 N por la forta knabo - 5 N por la malforta knabo).
Tiam ni devas trovi la mason, kiu por kalkulceloj devas esti malligita de la forto, kiun kontraŭas la malforta infano, nome: 1 N = 1kg.m / s2, tio estas, estas la kvanto de forto mobilizi unu kilogramon da maso je unu metro je sekundo kvadratita.
Sekve, de 5N = 5kg.m / s2. Sekve, m = 5Kg.
Kaj fine, ni scias, ke a = 2N (F) / 5kg (m) = 0,4 m / s2
- Fajrobrigada kamiono pliigas sian rapidon de 0 ĝis 21m / s al la Oriento, en 3.5 sekundoj. Kio estas ĝia akcelo?
Ni scias tion: Vmi = 0 m / s, VF= 21 m / s, t = 3,5 sekundoj. Tial ni aplikas la formulon:
a = dv / dt = (vF - vmi) / (tF - tmi), tio estas, a = 21m / s / 3.5 s = 6 m / s2
- Aŭto bremsas de 21m / s orienten ĝis 7m / s orienten en 3.5.0 sekundoj. Kio estas ĝia akcelo?
Sciante, ke Vmi = 21 m / s, VF= 7 m / s, t = 3,5 sekundoj, kaj ke a = dv / dt = (vF - vmi) / (tF - tmi), estas simple kalkuli ĝin:
a = 7m / s - 21m / s / 3.5s = -4m / s2tio estas negativa akcelo (malakceliĝo).
