Kui olete kunagi näinud, kuidas helepunane Ferrari lendas teie Honda Civicust pärast stopptuld ette, olete kogenud erinevaid kiirendusi. Kiirendus on objekti liikumise kiiruse muutumise kiirus. Selle kiirenduskiiruse, mõõdetuna meetrites sekundis, saate arvutada, võttes aluseks aja, mis kulub ühelt kiiruselt teisele liikumiseks, või objekti massi põhjal.
1
Defineerige Newtoni teine liikumisseadus. Newtoni teine liikumisseadus ütleb, et kui objektile mõjuvad jõud on tasakaalustamata, objekt kiireneb. See kiirendus sõltub objektile mõjuvatest netojõududest ja objekti massist. Seda seadust kasutades saab kiirenduse arvutada, kui teadaoleva massiga objektile mõjub teadaolev jõud. Newtoni seadust saab esitada võrrandiga Fnet = m x a, kus Fnet on objektile mõjuv kogujõud, m on objekti mass ja a on objekti kiirendus. Selle võrrandi kasutamisel hoidke oma ühikud meetermõõdustikus . Kasutage massi jaoks kilogramme (kg), jõu jaoks njuutoneid (N) ja kiirenduse jaoks meetrit sekundis ruudus (m/s2).
2
Leidke oma objekti mass. Objekti massi leidmiseks asetage see lihtsalt kaalule või skaalale ja leidke selle mass grammides. Kui teil on väga suur objekt, peate võib-olla leidma viite, mis annab teile massi. Suuremate objektide mass on tõenäoliselt kilogrammides (kg). Selle võrrandi jaoks soovite massi kilogrammideks teisendada. Kui teie mass on grammides, jagage see mass lihtsalt 1000-ga, et teisendada kilogrammideks.
3
Arvutage teie objektile mõjuv netojõud. Netojõud on tasakaalustamata jõud. Kui teil on kaks teineteise vastas olevat jõudu ja üks on teisest suurem, on teil netojõud suurema jõu suunas. Kiirendus toimub siis, kui objektile mõjub tasakaalustamata jõud, mis põhjustab selle kiiruse muutmise suunas, kuhu jõud seda surub või tõmbab. Näiteks: Oletame, et teie ja teie suur vend mängite köievedu. Sina tõmbad köit vasakule jõuga 5 njuutonit, samal ajal kui su vend tõmbab köit vastupidises suunas jõuga 7 njuutonit. Köiele mõjuv netojõud on 2 njuutonit paremale, teie venna suunas. Mõõtühikute õigeks mõistmiseks teadke, et 1 njuuton (N) võrdub 1 kilogrammi X meeter ruudus sekundis (kg X m/ s2).
4
Kiirenduse lahendamiseks korraldage võrrand F = ma ümber. Saate seda valemit ümber muuta, et lahendada kiirendus, jagades mõlemad pooled massiga, nii: a = F/m. Kiirenduse leidmiseks jagage jõud lihtsalt kiirendatava objekti massiga. Jõud on otseselt võrdeline kiirendusega, mis tähendab, et suurem jõud toob kaasa suurema kiirenduse. Mass on pöördvõrdeline kiirendusega, mis tähendab, et suurema massi korral kiirendus väheneb.
5
Kasutage kiirenduse lahendamiseks valemit. Kiirendus võrdub objektile mõjuva netojõuga, mis on jagatud objekti massiga. Kui olete oma muutujate väärtused määranud, tehke objekti kiirenduse leidmiseks lihtne jagamine. Näiteks: 10 njuutoni jõud mõjub ühtlaselt 2 kilogrammi massile. Kui suur on objekti kiirendus? a = F/m = 10/2 = 5 m/s2
6
Määrake keskmise kiirenduse võrrand. Saate arvutada objekti keskmise kiirenduse teatud aja jooksul, lähtudes selle kiirusest (selle kiirusest, mis liigub kindlas suunas), enne ja pärast seda aega. Selleks peate teadma kiirenduse võrrandit: a = Δv / Δt kus a on kiirendus, Δv on kiiruse muutus ja Δt on aeg, mis kulus selle muutuse toimumiseks .Kiirenduse ühik on meetrit sekundis sekundis või m/s2. Kiirendus on vektorsuurus, mis tähendab, et sellel on nii suurus kui ka suund. Suurus on kiirenduse kogusumma, samas kui suund on viis, kuidas objekt liigub. Kui see aeglustab, on kiirendus negatiivne.
7
Saa muutujatest aru. Saate täpsemalt määratleda Δv ja Δt: Δv = vf – vi ja Δt = tf – ti kus vf on lõppkiirus, vi on algkiirus, tf on lõpuaeg ja ti on algusaeg.Kuna kiirendusel on suund, on oluline lõppkiirusest alati algkiirus lahutada. Kui muudate need ümber, on teie kiirenduse suund vale. Kui probleemis pole teisiti märgitud, on algusaeg tavaliselt 0 sekundit.
8
Kiirenduse leidmiseks kasutage valemit. Kõigepealt kirjutage üles oma võrrand ja kõik antud muutujad. Võrrand on a = Δv / Δt = (vf – vi)/(tf – ti). Lahutage lõppkiirusest algkiirus ja jagage tulemus ajaintervalliga. Lõpptulemus on teie keskmine kiirendus selle aja jooksul. Kui lõppkiirus on algkiirusest väiksem, osutub kiirendus negatiivseks suuruseks või kiiruseks, millega objekt aeglustub. Näide 1: Võidusõiduauto kiirendab ühtlaselt 18,5 m/s kuni 46,1 m/s 2,47 sekundit. Mis on selle keskmine kiirendus?Kirjutage võrrand: a = Δv / Δt = (vf – vi)/(tf – ti)Defineerige muutujad: vf = 46,1 m/s, vi = 18,5 m/s, tf = 2,47 s, ti = 0 s.Lasenda: a = (46,1–18,5)/2,47 = 11,17 meetrit sekundis2.Näide 2: 22,4 m/s sõitev jalgrattur peatub 2,55 s pärast pidurite rakendamist. Leidke tema aeglustus.Kirjutage võrrand: a = Δv / Δt = (vf – vi)/(tf – ti)Defineerige muutujad: vf = 0 m/s, vi = 22,4 m/s, tf = 2,55 s, ti = 0 s.Lahenda: a = (0–22,4)/2,55 = -8,78 meetrit sekundis2.
9
Saage aru kiirenduse suunast. Kiirenduse füüsika mõiste ei vasta alati sellele, kuidas me seda mõistet igapäevaelus kasutaksime. Igal kiirendusel on suund, mis on tavaliselt positiivne, kui see on ÜLES või PAREMALE, ja negatiivne, kui see on ALLA või VASAKULE. Vaadake, kas teie vastus on selle jaotuse põhjal mõistlik: auto käitumine kuidas kiirus muutub? Kiirenduse suund Juht liigub paremale (+) vajutab gaasipedaali + → ++ (positiivsem) positiivne Juht liigub paremale (+) vajutab pidureid ++ → + (vähem positiivne) negatiivneVasakule liikuv juht (-) vajutab gaasipedaali – → — (negatiivsem) negatiivne Juht liigub vasakule (-) vajutab pidureid — → – (vähem negatiivne) positiivneJuht liigub püsiva kiirusega jääb samaks, kiirendus on null
10
Mõistke jõu suunda. Pidage meeles, et jõud põhjustab kiirenduse ainult jõu suunas. Mõned probleemid võivad proovida teid petta ebaoluliste väärtustega. Näidisprobleem: 10 kg kaaluv mängupaat kiirendab põhja suunas kiirusega 2 m/s2. Läände puhuv tuul avaldab paati 100 njuutoni suuruse jõu. Mis on paadi uus põhjasuunaline kiirendus?Lahendus: kuna jõud on liikumissuunaga risti, ei mõjuta see liikumist selles suunas. Paat jätkab kiirendamist põhja suunas 2 m/s2.
11
Mõistke netojõudu. Kui objektile mõjub rohkem kui üks jõud, ühendage need enne kiirenduse arvutamist netojõuks. Kahemõõtmelise probleemi puhul näeb see välja umbes selline: Näidisülesanne: Aprill tõmbab 400 kg konteinerit 150 njuutoni jõuga paremale. Bob seisab konteinerist vasakul ja surub 200 njuutoni suuruse jõuga. Vasakpoolne tuul avaldab jõudu 10 njuutonit. Mis on konteineri kiirendus? Lahendus: see probleem kasutab teie tabamiseks keerulist keelt. Joonistage diagramm ja näete, et jõud on 150 njuutonit paremale, 200 njuutonit paremale ja 10 njuutonit vasakule. Kui “õige” on positiivne suund, on netojõud 150 + 200 – 10 = 340 njuutonit. Kiirendus = F / m = 340 njuutonit / 400 kg = 0,85 m/s2.