Jak znaleźć przyspieszenie i jakie przyspieszenie pomoże określić

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 05:38

Przyspieszenie to znane słowo. Nie jest inżynierem, najczęściej pojawia się w artykułach i numerach prasowych. Przyspieszenie rozwoju, współpracy i innych procesów społecznych. Pierwotne znaczenie tego słowa związane jest ze zjawiskami fizycznymi. Jak znaleźć przyspieszenie poruszającego się ciała, czyli przyspieszenie jako wskaźnik mocy samochodu? Czy może mieć inne znaczenia?

Co się dzieje między 0 a 100 (definicja terminu)

Wskaźnik mocy samochodu jest uważany za czas jego przyspieszenia od zera do setek. Ale co się dzieje pomiędzy? Rozważ naszą Ładę Vesta z jej 11 sekundami.

Jeden ze wzorów na znalezienie przyspieszenia jest napisany w następujący sposób:

a=(V₂ – V₁) / t

W naszym przypadku:

a – przyspieszenie, m/s∙s

V1 – prędkość początkowa, m/s;

V2 – prędkość końcowa, m/s;

t – czas.

Przenieśmy dane do układu SI, czyli km/h przeliczymy w m/s:

100 km/h=100000 m /3600 s=27,28 m/s.

Teraz możesz znaleźć przyspieszenie Kaliny:

a=(27, 28 – 0) / 11=2,53 m/s∙s

Co oznaczają te liczby? Przyspieszenie 2,53 metra na sekundę na sekundę oznacza, że z każdą sekundą prędkość samochodu wzrasta o 2,53 m/s.

Gdy zaczynasz od miejsca (od zera):

• w pierwszej sekundzie samochód przyspieszy do prędkości 2,53 m/s;
• na sekundę - do 5,06 m/s;
• pod koniec trzeciej sekundy prędkość wyniesie 7,59 m/s itd.

Tak więc możemy podsumować: przyspieszenie to wzrost prędkości punktu na jednostkę czasu.

Drugie prawo Newtona, to proste

Więc obliczana jest wartość przyspieszenia. Czas zapytać, skąd bierze się to przyspieszenie, jakie jest jego główne źródło. Odpowiedź jest tylko jedna - siła. To siła, z jaką koła popychają samochód do przodu, powoduje jego przyspieszenie. A jak znaleźć przyspieszenie, jeśli znana jest wielkość tej siły? Zależność między tymi dwiema wielkościami a masą punktu materialnego ustalił Izaak Newton (nie stało się to w dniu, w którym jabłko spadło mu na głowę, wtedy odkrył inne prawo fizyczne).

I to prawo jest napisane tak:

F=m ∙ a, gdzie

F – siła, N;

m – masa, kg;

a – przyspieszenie, m/s∙s.

Odnosząc się do produktu rosyjskiego przemysłu samochodowego, można obliczyć siłę, z jaką koła popychają samochód do przodu.

F=m ∙ a=1585 kg ∙ 2,53 m/s∙s=4010 N

lub 4010 / 9,8=409 kg∙s

Czy to oznacza, że jeśli nie zwolnisz pedału gazu, samochód nabierze prędkości, aż osiągnie prędkość dźwięku? Oczywiście nie. Już przy prędkości 70 km/h (19,44 m/s) opór powietrza osiąga 2000 N.

Jak znaleźć przyspieszenie w czasie, gdy Łada "leci" z taką prędkością?

a=F / m=(F_koła – F_odpór.) / m=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 m/s∙s

Jak widać, wzór pozwala znaleźć zarówno przyspieszenie, znając siłę, z jaką silniki działają na mechanizm (inne siły: wiatr, przepływ wody, ciężar itp.) i odwrotnie.

Dlaczego musisz znać przyspieszenie

Przede wszystkim w celu obliczenia prędkości dowolnego ciała materialnego w interesującym punkcie czasu, a także jego położenia.

Załóżmy, że nasza "Lada Vesta" przyspiesza na Księżycu, gdzie nie ma przedniego oporu powietrza z powodu jego braku, wtedy jej przyspieszenie na pewnym etapie będzie stabilne. W takim przypadku prędkość samochodu określamy 5 sekund po starcie.

V=V₀ + a ∙ t=0 + 2,53 ∙ 5=12,65 m/s

lub 12,62 ∙ 3600 / 1000=45,54 km/h

V₀ – początkowa prędkość punktu.

Jak daleko od startu będzie w tej chwili nasz księżycowy samochód? W tym celu najprościej jest użyć uniwersalnego wzoru na określenie współrzędnych:

x=x₀ + V₀t + (at²) / 2

x=0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 5²) / 2=31,63 m

x₀ – inicjałwspółrzędne punktu.

Jest to dokładnie odległość, na którą Vesta będzie miała czas na opuszczenie linii startu w ciągu 5 sekund.

Ale w rzeczywistości, aby znaleźć prędkość i przyspieszenie punktu w danym momencie, w rzeczywistości konieczne jest uwzględnienie i obliczenie wielu innych czynników. Oczywiście, jeśli Łada Vesta trafi na księżyc, to nie będzie to szybko, na jej przyspieszenie, oprócz mocy nowego silnika wtryskowego, wpływa nie tylko opór powietrza.

Przy różnych prędkościach silnika daje różny wysiłek, nie biorąc pod uwagę numeru włączonego biegu, współczynnika przyczepności kół do drogi, nachylenia tej samej drogi, prędkość wiatru i wiele więcej.

Jakie są inne przyspieszenia

Siła może zrobić więcej niż tylko sprawić, by ciało poruszało się do przodu w linii prostej. Na przykład siła grawitacji Ziemi powoduje, że Księżyc stale zakrzywia tor swojego lotu w taki sposób, że zawsze krąży wokół nas. Czy w tym przypadku na Księżyc działa jakaś siła? Tak, to ta sama siła, którą odkrył Newton za pomocą jabłka - siła przyciągania.

Przyspieszenie, jakie daje naszemu naturalnemu satelicie, nazywa się dośrodkowe. Jak znaleźć przyspieszenie Księżyca na orbicie?

a_ц=V² / R=4π²R / T 2 ^gdzie

a_c – przyspieszenie dośrodkowe, m/s∙s;

V to prędkość Księżyca na swojej orbicie, m/s;

R – promień orbity, m;

T– okres obrotu Księżyca wokół Ziemi, s.

a_c=4 π² 384 399 000 / 2360591²=0, 002723331 m /s∙s