תוֹכֶן

• צעדים

האצה מייצגת את קצב השינוי במהירות של אובייקט בזמן שהוא נע. אם המהירות של אובייקט נשארת קבועה, זה אומר שהוא לא מאיץ. האצה מתרחשת רק כאשר מהירות האובייקט משתנה. אם המהירות משתנה בקצב קבוע, אנו אומרים שהאובייקט נע בתאוצה קבועה. ניתן לחשב את קצב ההאצה (במטרים לשנייה) על סמך הזמן הנדרש להשתנות ממהירות אחת לאחרת או כתוצאה מהכוחות המופעלים על האובייקט.

צעדים

חלק 1 מתוך 3: חישוב התאוצה הממוצעת בעזרת המהירות

1. 

   להבין את הגדרת המשוואה. ניתן לחשב את התאוצה הממוצעת של אובייקט לפרק זמן נתון מהמהירות שלו (כלומר, מהירות התנועה שלו בכיוון ספציפי) בתחילת ובסיום של אותה תקופה. לשם כך עליכם לדעת את משוואת האצה שניתנת על ידי a = Δv / Δt, איפה ה מייצג את ההאצה הממוצעת, Δv מייצג את השונות במהירות וב - Δt מייצג וריאציה של זמן.
   • יחידת המדידה להאצה היא מטר לשנייה בריבוע (סמל: m / s).
   • תאוצה היא כמות וקטורית, כלומר היא מציגה מודולוס וכיוון. המודול מייצג את הערך הכולל של התאוצה, ואילו הכיוון אומר לנו את כיוון התנועה של האובייקט (אנכי או אופקי). אם מהירות האובייקט יורדת, ערך התאוצה שלו יהיה שלילי.

2. 

   
   
   הבן את המשתנים במשוואה. אתה יכול להרחיב את התנאים Δv ו Δt בתוך Δv = v_ו - v_אני ו Δt = t_ו - t_אני, איפה v_ו מייצג את המהירות הסופית, v_אני מייצג את המהירות הראשונית, t_ו מייצג את השעה הסופית t_אני מייצג את זמן ההתחלה.
   • מכיוון שלתאוצה יש כיוון, חשוב תמיד להפחית את המהירות הראשונית מהמהירות הסופית. אם תשנה את סדר המהירויות, כיוון התאוצה שלך יהיה שגוי.
   • זמן ההתחלה שווה בדרך כלל ל -0 (אלא אם כן צוין בשאלה).

3. 

   
   
   החל את הנוסחה כדי למצוא את ההאצה. כדי להתחיל, כתוב את המשוואה ואת כל המשתנים שלה. המשוואה, כפי שראינו לעיל, היא a = Δv / Δt = (v_ו - v_אני) / (t_ו - t_אני). הפחיתו את המהירות הראשונית מהמהירות הסופית ואז חלקו את התוצאה במרווח הזמן. תוצאת החלוקה תהיה שווה לערך התאוצה הממוצע שעבר האובייקט בפרק זמן זה.
   • אם המהירות הסופית נמוכה מהמהירות הראשונית, ההאצה תהיה ערך שלילי או קצב ההאטה של ​​האובייקט.
   • דוגמא 1: מכונית מירוץ מאיצה באופן אחיד מ -18.5 מ / ש 'ל -46.1 מ' / ש 'תוך 2.47 שניות. מצא את הערך של התאוצה הממוצעת שלך.
     • כתוב את המשוואה: a = Δv / Δt = (v_ו - v_אני) / (t_ו - t_אני)
     • הקצה את ערכי המשתנים: v_ו = 46.1 m / s, v_אני = 18.5 מטר / שניה, t_ו = 2.47 שניות, t_אני = 0 שניות.
     • פתור את המשוואה: ה = (46.1 - 18.5) / 2.47 = 11.17 מ / ש.
   • דוגמא 2: רוכב אופנוע נוסע במהירות של 22.4 מטר / ש 'ועבור האופנוע שלו 2.55 שניות לאחר השימוש בבלמים. מצא את ערך ההאטה שלך.
     • כתוב את המשוואה: a = Δv / Δt = (v_ו - v_אני) / (t_ו - t_אני)
     • הקצה את ערכי המשתנים: v_ו = 0 מטר / שניה, v_אני = 22.4 מטר / שניה, t_ו = 2.55 שניות, t_אני = 0 שניות.
     • פתור את המשוואה: ה = (0 - 22.4) / 2.55 = -8.78 מ / ש.

חלק 2 מתוך 3: חישבו את התאוצה בעזרת הכוח שהתקבל

1. 

   
   
   להבין את הגדרת החוק השני של ניוטון. החוק השני של ניוטון (המכונה גם העיקרון הבסיסי של הדינמיקה) קובע כי אובייקט מאיץ כאשר הכוחות הפועלים עליו אינם באיזון. תאוצה זו תלויה בכוחות המתקבלים הפועלים על העצם ובמסת האובייקט. באמצעות חוק זה ניתן לחשב תאוצה כאשר כוח ידוע פועל על עצם בעל מסה ידועה.
   • החוק השני של ניוטון יכול לבוא לידי ביטוי על ידי המשוואה ו_{וכתוצאה מכך} = m x a, איפה ו_{וכתוצאה מכך} מייצג את הכוח המתקבל המופעל על האובייקט, M מייצג את מסת האובייקט ו- ה מייצג את האצת האובייקט.
   • בעת שימוש במשוואה זו, השתמש ביחידות המדידה של SI (מערכת היחידות הבינלאומית). השתמש בקילוגרם (קילוגרם) למסה, ניוטון (N) לכוח ומטר לשנייה בריבוע (m / s) לתאוצה.

2. 

   מצא את מסת האובייקט. כדי לגלות את מסת האובייקט, השתמש בסולם (מכני או דיגיטלי) כדי לקבל את הערך בגרמים. אם האובייקט גדול מאוד, ייתכן שתצטרך לחפש איזשהו התייחסות שיכולה לספק את ערך המסה שלו. במקרה של חפצים גדולים, מסתבר שהמסה תתבטא בקילוגרמים (ק"ג).
   • כדי להשתמש במשוואה זו, יש להמיר את המסה לקילוגרמים. אם ערך המסה הוא בגרמים, חלקו אותו ב- 1000 כדי להמיר אותו לקילוגרמים.

3. 

   חשב את הכוח שהתקבל הפועל על העצם. הכוח המתקבל (או הנובע מהכוחות) הוא כוח שיוצא מאיזון. אם יש לך שני כוחות בכיוונים מנוגדים הפועלים על עצם והאחד גדול יותר מהאחר, יהיה לך כוח כתוצאה בכיוון של הכוח הגדול יותר. תאוצה היא תוצאה של כוח לא מאוזן הפועל על עצם וגורם לשינוי במהירותו באותו כיוון כמו הכוח המושך או דוחף אותו.
   • דוגמא: דמיין שאתה ואחיך הגדול משחקים משיכה. אתה מושך את החבל שמאלה בכוח של 5 ניוטוןבזמן שהוא מושך את החבל בכיוון ההפוך בכוח של 7 ניוטון. התוצאה של הכוחות הפועלים על החבל היא 2 ניוטון מימין (כלפי אחיך).
   • 1 ניוטון (N) שווה ערך לקילוגרם פי מטר לשנייה בריבוע (ק"ג מ"ש).

4. 

   סידור מחדש של המשוואה F = ma כדי לחשב את ההאצה. אתה יכול לשנות את הנוסחה של החוק השני של ניוטון להיות מסוגל למצוא את ההאצה; בשביל זה, חלקו את שני צידי המשוואה על ידי המסה ותגיעו לביטוי a = F / m. כדי לחשב את ערך התאוצה, חלק את הכוח במסה של האובייקט המואץ.
   • הכוח הוא ביחס ישר לתאוצה; לפיכך, ככל שהכוח גדול יותר, כך ההאצה גדולה יותר.
   • המסה היא ביחס הפוך לתאוצה; לפיכך, ככל שהמסה גדולה יותר, כך התאוצה נמוכה יותר.

5. 

   החל את הנוסחה כדי למצוא את ההאצה. התאוצה שווה לנתון של חלוקת הכוח המתקבל הפועל על העצם על ידי מסת האובייקט. לאחר שתחליף את ערכי המשתנים, פתר את החלוקה הפשוטה כדי להגיע לערך התאוצה של האובייקט.
   • דוגמא: כוח של 10 ניוטון פועל באופן אחיד על מסה של 2 ק"ג. חשב את תאוצת האובייקט.
   • a = F / m = 10/2 = 5 m / s

חלק 3 מתוך 3: בדוק את הידע שלך

1. כיוון ההאצה. הרעיון הפיזי של האצה לא תמיד תואם את אופן השימוש בו בחיי היומיום. לכל תאוצה יש כיוון: באופן כללי אנו אומרים שהוא חיובי אם הוא מכוון אליו לְמַעלָה או ל ימין ושלילי אם זה מכוון נָמוּך או ל שמאלה. התבונן בטבלה שלהלן ובדוק אם ההחלטה שלך הגיונית:

2. 

   כוח הכיוון. זכרו: כוח גורם להאצה בלבד בכיוון בו היא פועלת. בעיות מסוימות יכולות לספק מידע לא רלוונטי כדי לנסות לבלבל אותך.
   • דוגמא: סירת צעצועים במסה של 10 ק"ג מואצת ל -2 מ"ש בכיוון צפון. הרוח נושבת מערבה, מפעילה כוח של 100 ניוטון על הצעצוע. חשב את האצה הצפונית החדשה של הסירה.
   • תשובה: מכיוון שכוח הרוח ניצב לכיוון התנועה, הוא לא ישפיע על התנועה בכיוון זה. לכן, הסירה תמשיך להאיץ במהירות של 2 מ '/ ש' לכיוון צפון.

3. 

   כוח שהתקבל. אם יותר מכוח אחד פועל על עצם, עליכם לשלב אותם בכדי לקבוע את הכוח המתקבל לפני חישוב התאוצה. בשאלות הנוגעות לשני מימדים, ההחלטה תהיה כדלקמן:
   • דוגמא: אנה מושכת תיבה של 400 ק"ג ימינה עם כוח של 150 ניוטון. קרלוס נמצא בצד שמאל של התיבה ודוחף אותו בכוח של 200 ניוטון. הרוח נושבת שמאלה ומפעילה כוח של 10 ניוטון. חשב את האצת התיבה.
   • תשובה: בעיה זו משתמשת בשפה מורכבת כדי לנסות לבלבל את הקורא. כשמציירים תרשים של הבעיה תראו שהכוחות הפועלים על התיבה הם 150 ניוטון נכון, 200 ניוטון ימין ו 10 ניוטון לשמאל. אם הכיוון שאומץ כחיובי הוא "צודק", הכוח המתקבל יהיה 150 + 200 - 10 = 340 ניוטון. אז תאוצה = F / m = 340 ניוטון / 400 ק"ג = 0.85 מ"ש.