Pokud jste někdy viděli jiné auto, které se po červené rozsvítilo kolem vašeho auta, pak jste rozdíl ve zrychlení zažili na vlastní kůži. Zrychlení je rychlost, s jakou se mění rychlost objektu při jeho pohybu. Zrychlení, vyjádřené v metrech za sekundu za sekundu, můžete vypočítat na základě doby, po kterou předmět potřebuje změnit rychlost, nebo na základě síly působící na předmět.
Krok
Metoda 1 ze 3: Výpočet zrychlení ze síly
Krok 1. Pochopte Newtonův druhý pohybový zákon
Newtonův druhý pohybový zákon uvádí, že když je síla vyvíjená na předmět nevyrovnaná, předmět zrychlí. Toto zrychlení je určeno výslednou silou na předmět a také hmotností samotného předmětu. Zrychlení lze vypočítat, pokud je známá síla působící na předmět a hmotnost předmětu.
- Newtonovy zákony lze přeložit do rovnic Fsíť = m x a, s F.síť Vyjadřuje výslednou sílu na předmět, m hmotnost předmětu a zrychlení na předmět.
- Při používání této rovnice používejte metrické jednotky. Použijte kilogram (kg) jako jednotku hmotnosti, Newton (N) jako jednotku síly a metry za sekundu na druhou (m/s)2) k vyjádření zrychlení.
Krok 2. Určete hmotnost předmětu
Chcete -li zjistit hmotnost předmětu, můžete jej vážit na váze a zaznamenat jeho hmotnost v gramech. Pokud je předmět, který máte, velmi velký, možná budete potřebovat odkaz, abyste zjistili jeho hmotnost. Velké předměty mají obvykle hmotnost v kilogramech (kg).
Chcete -li pokračovat ve výpočtech s touto rovnicí, musíte převést jednotky hmotnosti na kilogramy. Pokud je hmotnost vašeho předmětu vyjádřena v gramech, stačí tuto hodnotu vydělit dělením 1000 a převést ji na kilogramy
Krok 3. Vypočítejte výslednou sílu na předmět
Výsledná síla je nevyrovnaná síla. Pokud existují dvě síly, které jsou proti sobě navzájem, a jedna z nich je větší než druhá, bude výslednice obou sil stejná jako směr větší síly. Ke zrychlení dochází, když předmět zažívá nevyváženou sílu, takže se jeho rychlost mění tak, aby se přiblížila síle, která ho táhne nebo tlačí.
- Například: řekněme, že vy a vaše sestra hrajete remorkér. Zatáhnete lano doleva silou 5 newtonů, zatímco váš bratr táhne lano v opačném směru silou 7 newtonů. Výsledná síla na strunu je 2 newtony vlevo, směrem k vašemu bratrovi.
- Abyste lépe porozuměli jednotkám, pochopte, že 1 Newton (1 N) se rovná 1 kilogramu metru/sekundu na druhou (kg-m/s2).
Krok 4. Chcete -li vyřešit problém se zrychlením, změňte rovnici F = ma
Pořadí vzorce pro výpočet zrychlení můžete změnit vydělením obou stran rovnice hmotou, takže získáte rovnici: a = F/m. Abyste našli zrychlení, stačí vydělit sílu hmotností předmětu, který ji zažívá.
- Síla je přímo úměrná zrychlení, což znamená, že čím větší je síla na předmět, tím zrychlení bude ještě větší.
- Hmotnost je nepřímo úměrná zrychlení, což znamená, že čím větší hmotu má předmět, tím menší zrychlení bude mít.
Krok 5. K vyřešení problému se zrychlením použijte vzorec
Zrychlení se rovná výsledné síle na předmět děleno jeho hmotností. Jakmile si zapíšete známé proměnné, proveďte rozdělení a najděte zrychlení objektu.
- Například: na předmět o hmotnosti 2 kg působí ve stejném směru síla 10 Newtonů. Jaké je zrychlení?
- a = F/m = 10/2 = 5 m/s2
Metoda 2 ze 3: Výpočet průměrného zrychlení dvou rychlostí
Krok 1. Určete rovnici průměrného zrychlení
Můžete vypočítat průměrné zrychlení objektu za určité časové období na základě jeho rychlosti (rychlosti objektu v určitém směru), před a po tomto časovém období. Chcete -li jej vypočítat, potřebujete znát rovnici pro výpočet zrychlení: a = v / t kde a představuje zrychlení, v změnu rychlosti a t čas potřebný ke změně rychlosti objektu.
- Jednotkou zrychlení jsou metry za sekundu za sekundu nebo m/s2.
- Zrychlení je vektorová veličina, což znamená, že má velikost i směr. Velikost zrychlení je celkové množství, zatímco jeho směr je určen směrem, ve kterém se předmět pohybuje. Pokud objekt zpomalí, bude zrychlení záporné.
Krok 2. Pochopte proměnné
V a t můžete určit dalšími výpočty: v = vF - vjá a t = tF - tjá s vF představuje konečnou rychlost, vjá počáteční rychlost, tF čas ukončení, a tjá počáteční čas.
- Protože zrychlení má směr, měli byste vždy snížit konečnou rychlost na počáteční rychlost. Pokud to otočíte, směr zrychlení, který dostanete, bude špatný.
- Není -li v problému uvedeno jinak, počáteční čas pohybu objektu je obvykle 0 sekund.
Krok 3. Pomocí vzorce najděte zrychlení
Nejprve si zapište svou rovnici se všemi známými proměnnými. Rovnice je a = v / t = (vF - vjá)/(tF - tjá). Odečtěte konečnou rychlost od počáteční rychlosti a výsledek vydělte časovým rozpětím. Výsledkem je průměrné zrychlení objektu za dané časové rozpětí.
- Pokud je konečná rychlost objektu menší než jeho počáteční rychlost, zrychlení bude záporné, což znamená, že objekt zpomaluje.
-
Příklad 1: rychlost závodního vozu se neustále zvyšuje z 18,5 m/s na 46,1 m/s za 2,47 sekundy. Jaké je průměrné zrychlení?
- Napište rovnici: a = v / t = (vF - vjá)/(tF - tjá)
- Zapište si známé proměnné: vF = 46, 1 m/s, vjá = 18,5 m/s, tF = 2, 47 s, tjá = 0 s.
- Vyřešte rovnici: a = (46, 1 - 18, 5)/2, 47 = 11, 17 metrů/s2.
-
Příklad 2: cyklista zastaví na 22,4 m/s po 2,55 sekundách sešlápnutí brzdy. Určete zpomalení.
- Napište rovnici: a = v / t = (vF - vjá)/(tF - tjá)
- Zapište si známé proměnné: vF = 0 m/s, vjá = 22,4 m/s, tF = 2,55 s, tjá = 0 s.
- Vyřešte rovnici: a = (0 -22, 4)/2, 55 = -8, 78 metrů/s2.
Metoda 3 ze 3: Kontrola odpovědí
Krok 1. Směr zrychlení
Pojem zrychlení ve fyzice není vždy stejný jako v každodenním životě. Každé zrychlení má směr, obvykle označený kladným symbolem, pokud jde nahoru nebo doprava, nebo záporný, pokud směřuje dolů nebo doleva. Na základě níže uvedených pokynů zkontrolujte, zda vaše odpověď dává smysl:
| Pohyb auta | Změna rychlosti auta | Směr zrychlení |
|---|---|---|
| Přesuňte se doprava (+) sešlápněte plynový pedál | + → ++ (rychlejší) | pozitivní |
| Posuňte pravý (+) ohraňovací lis | ++ → + (méně pozitivní) | záporný |
| Pohyb doleva (-) sešlápněte plynový pedál | - → - (negativnější) | záporný |
| Posuňte brzdu doleva (-) | - → - (méně negativní) | pozitivní |
| Pohyb konstantní rychlostí | připomíná to samé | zrychlení je nulové |
Krok 2. Směr stylu
Pamatujte, že síla způsobuje zrychlení pouze „ve směru síly“. Některé otázky vás mohou oklamat skóre, která nesouvisejí se zrychlením.
- Příklad problému: hračkářská loď o hmotnosti 10 kg se pohybuje se zrychlením na sever o 2 m/s2. Vítr fouká loď na západ silou 100 newtonů. Jaké je zrychlení lodi směřující na sever poté, co ji zavane vítr?
- Odpověď: protože směr síly je kolmý na pohyb předmětu, nemá na objekty pohybující se tímto směrem žádný vliv. Loď se bude i nadále pohybovat směrem na sever se zrychlením 2 m/s2.
Krok 3. Výsledný styl
Pokud je síla, kterou na předmět působí, více než jedna, vypočítejte výslednou sílu ze všech před výpočtem zrychlení. Následuje příklad problému dvourozměrného stylu:
- Příklad problému: April táhne 400 kg kontejner doleva silou 150 newtonů. Bob stojí na levé straně kontejneru a tlačí silou 200 newtonů. Vítr fouká doleva silou 10 newtonů. Jaké je zrychlení kontejneru?
- Odpověď: výše uvedené otázky poskytují komplexní vodítka k oklamání. Nakreslete diagram a uvidíte sílu 150 newtonů napravo, 200 newtonů nalevo a 10 newtonů nalevo. Pokud je „vlevo“kladné, výsledná síla na předmět je 150 + 200 - 10 = 340 newtonů. Zrychlení objektu = F / m = 340 Newtonů / 400 kg = 0,85 m / s2.
