As u ooit 'n ander motor gesien het wat verby u motor ry ná 'n rooi lig, dan het u die eerste keer die verskil in versnelling ervaar. Versnelling is die tempo waarteen 'n voorwerp se snelheid verander terwyl dit beweeg. U kan die versnelling bereken, uitgedruk in meter per sekonde per sekonde, gebaseer op die tyd wat dit neem om 'n voorwerp te verander om die snelheid te verander, of gebaseer op die krag wat op die voorwerp uitgeoefen word.
Stap
Metode 1 van 3: Berekening van versnelling uit krag
Stap 1. Verstaan Newton se tweede bewegingswet
Newton se tweede bewegingswet bepaal dat wanneer die krag wat op 'n voorwerp uitgeoefen word, ongebalanseerd is, die voorwerp sal versnel. Hierdie versnelling word bepaal deur die gevolglike krag op die voorwerp, sowel as die massa van die voorwerp self. Versnelling kan bereken word as die krag wat op 'n voorwerp uitgeoefen word en die massa van die voorwerp bekend is.
- Newton se wette kan in vergelykings vertaal word Fnetto = m x a, met F.netto Druk die resulterende krag op die voorwerp, m die massa van die voorwerp en a die versnelling op die voorwerp uit.
- Gebruik metrieke eenhede wanneer u hierdie vergelyking gebruik. Gebruik die kilogram (kg) as die eenheid van massa, Newton (N) as die eenheid van krag, en meter per sekonde in kwadraat (m/s2) om versnelling uit te druk.
Stap 2. Bepaal die massa van die voorwerp
Om die massa van 'n voorwerp uit te vind, kan u dit op 'n weegskaal weeg en die gewig daarvan in gram aanteken. As die voorwerp wat u het baie groot is, benodig u moontlik 'n verwysing om die massa daarvan uit te vind. Groot voorwerpe het gewoonlik 'n gewig in kilogram (kg).
U moet die massa -eenhede omskakel in kilogram om voort te gaan met die berekeninge met hierdie vergelyking. As die massa van u voorwerp in gram uitgedruk word, hoef u slegs die waarde met 1000 te deel om dit in kilogram om te skakel
Stap 3. Bereken die resulterende krag op die voorwerp
Die gevolglike krag is 'n ongebalanseerde krag. As daar twee kragte is wat teenoor mekaar staan, en een van hulle is groter as die ander, sal die resultaat van die twee kragte dieselfde wees as die rigting van die groter krag. Versnelling vind plaas wanneer 'n voorwerp 'n ongebalanseerde krag ervaar, sodat sy spoed verander om die krag te benader wat dit trek of stoot.
- Byvoorbeeld: laat ons sê dat jy en jou suster toutrek speel. U trek die tou na links met 'n krag van 5 Newton, terwyl u broer die tou met 'n krag van 7 Newton in die teenoorgestelde rigting trek. Die gevolglike krag op die tou is 2 Newton links, na u broer.
- Om die eenhede beter te verstaan, moet u verstaan dat 1 Newton (1 N) gelyk is aan 1 kilogram-meter/sekonde in kwadraat (kg-m/s2).
Stap 4. Verander die vergelyking F = ma om die versnellingprobleem op te los
U kan die volgorde van die formule verander om die versnelling te bereken deur beide kante van die vergelyking deur die massa te deel, sodat u die vergelyking kry: a = F/m. Om versnelling te vind, hoef u net die krag te deel deur die massa van die voorwerp wat dit ervaar.
- Die krag is direk eweredig aan die versnelling, wat beteken dat hoe groter die krag wat 'n voorwerp ervaar, die versnelling nog groter sal wees.
- Massa is omgekeerd eweredig aan versnelling, wat beteken dat hoe meer massa 'n voorwerp het, hoe minder versnelling sal dit hê.
Stap 5. Gebruik die formule om die versnellingsprobleem op te los
Versnelling is gelyk aan die gevolglike krag op 'n voorwerp gedeel deur sy massa. Sodra u die bekende veranderlikes neergeskryf het, doen die afdeling om die versnelling van die voorwerp te vind.
- Byvoorbeeld: 'n krag van 10 Newton word in dieselfde rigting op 'n voorwerp met 'n massa van 2 kg uitgeoefen. Wat is die versnelling?
- a = F/m = 10/2 = 5 m/s2
Metode 2 van 3: Berekening van die gemiddelde versnelling van twee snelhede
Stap 1. Bepaal die vergelyking vir die gemiddelde versnelling
U kan die gemiddelde versnelling van 'n voorwerp oor 'n sekere tydperk bereken op grond van die snelheid (die snelheid van die voorwerp in 'n sekere rigting), voor en na die tydsbestek. Om dit te bereken, moet u die vergelyking vir die berekening van versnelling ken: a = v / t waar a die versnelling voorstel, v die verandering in snelheid, en t die tyd wat dit neem om die voorwerp se snelheid te verander.
- Die versnellingseenheid is meter per sekonde per sekonde, oftewel m/s2.
- Versnelling is 'n vektorhoeveelheid, wat beteken dat dit beide grootte en rigting het. Die grootte van die versnelling is die totale hoeveelheid, terwyl die rigting daarvan bepaal word deur die rigting waarin die voorwerp beweeg. As die voorwerp stadiger word, sal die versnelling negatief wees.
Stap 2. Verstaan die veranderlikes
U kan v en t bepaal deur verdere berekeninge: v = vf - vek en t = tf - tek met vf verteenwoordig die eindsnelheid, vek aanvanklike spoed, tf eindtyd, en tek aanvanklike tyd.
- Aangesien versnelling 'n rigting het, moet u die eindsnelheid altyd verminder tot die aanvanklike snelheid. As u dit omkeer, is die versnellingsrigting wat u kry, verkeerd.
- Tensy anders vermeld in die probleem, is die aanvanklike tyd wat die voorwerp beweeg, gewoonlik 0 sekondes.
Stap 3. Gebruik die formule om die versnelling te vind
Skryf eers u vergelyking saam met al die bekende veranderlikes neer. Die vergelyking is a = v / t = (vf - vek)/(tf - tek). Trek die eindsnelheid af met die aanvanklike snelheid, en deel die resultaat met die tydsduur. Die gevolg is die gemiddelde versnelling van die voorwerp oor die tydperk.
- As die eindsnelheid van die voorwerp minder is as die aanvanklike snelheid, sal die versnelling negatief wees, wat beteken dat die voorwerp vertraag.
-
Voorbeeld 1: die snelheid van 'n renmotor neem konstant toe van 18,5 m/s tot 46,1 m/s in 2,47 sekondes. Wat is die gemiddelde versnelling?
- Skryf die vergelyking neer: a = v / t = (vf - vek)/(tf - tek)
- Skryf die bekende veranderlikes neer: vf = 46, 1 m/s, vek = 18,5 m/s, tf = 2, 47 s, tek = 0 sek.
- Los die vergelyking op: a = (46, 1 - 18, 5)/2, 47 = 11, 17 meter/sekonde2.
-
Voorbeeld 2: 'n fietsryer stop by 22,4 m/s na 2,55 sekondes nadat hy op die rem gedruk het. Bepaal die vertraging.
- Skryf die vergelyking neer: a = v / t = (vf - vek)/(tf - tek)
- Skryf die bekende veranderlikes neer: vf = 0 m/s, vek = 22,4 m/s, tf = 2,55 s, tek = 0 sek.
- Los die vergelyking op: a = (0 -22, 4)/2, 55 = -8, 78 meter/sekonde2.
Metode 3 van 3: Kontroleer die antwoorde weer
Stap 1. Versnellingsrigting
Die konsep van versnelling in fisika is nie altyd dieselfde as in die alledaagse lewe nie. Elke versnelling het 'n rigting, gewoonlik aangedui deur 'n positiewe simbool as dit omhoog of regs gaan, of negatief as dit na onder of na links is. Kontroleer of u antwoord sinvol is op grond van die onderstaande instruksies:
| Motorbeweging | Spoedverandering van motors | Versnellingsrigting |
|---|---|---|
| Beweeg na regs (+) en druk die gaspedaal | + → ++ (vinniger) | positief |
| Beweeg regs (+) druk rem | ++ → + (minder positief) | negatief |
| Beweeg links (-) druk die gaspedaal | - → - (meer negatief) | negatief |
| Beweeg links (-) druk rem | - → - (minder negatief) | positief |
| Beweeg teen 'n konstante spoed | bly dieselfde | versnelling is nul |
Stap 2. Stylrigting
Onthou, 'n krag veroorsaak slegs 'n versnelling "in die rigting van die krag". Sommige vrae kan u mislei met tellings wat nie verband hou met versnelling nie.
- Voorbeeldprobleem: 'n speelgoedskip met 'n massa van 10 kg beweeg met 'n versnelling na die noorde van 2 m/s2. Die wind waai die skip weswaarts met 'n krag van 100 Newton. Wat is die versnelling van die skip wat noordwaarts op pad is nadat dit deur die wind gewaai is?
- Antwoord: omdat die rigting van die krag loodreg op die beweging van die voorwerp is, het dit geen invloed op voorwerpe wat in daardie rigting beweeg nie. Die skip sal aanhou na die noorde beweeg met 'n versnelling van 2 m/s2.
Stap 3. Gevolglike styl
As die krag wat deur 'n voorwerp ervaar word, meer as een is, bereken die resulterende krag uit almal voordat u die versnelling bereken. Die volgende is 'n voorbeeld vir 'n tweedimensionele stylprobleem:
- Voorbeeldprobleem: April trek 'n houer van 400 kg na links met 'n krag van 150 Newton. Bob staan aan die linkerkant van die houer en druk met 'n krag van 200 Newton. Die wind waai na links met 'n krag van 10 Newton. Wat is die versnelling van die houer?
- Antwoord: die vrae hierbo bied komplekse leidrade om u te mislei. Teken 'n diagram en jy sal 'n krag van 150 Newton na regs, 200 Newton na links en 10 Newton na links sien. As "links" positief is, is die resulterende krag op die voorwerp 150 + 200 - 10 = 340 Newton. Versnelling van voorwerp = F / m = 340 Newton / 400 kg = 0,85 m / s2.
