3 måder at beregne acceleration

Hvis du nogensinde har set en lys rød Ferrari, flyver foran din Honda Civic efter et stoplys, har du oplevet forskellige priser for acceleration førstehånds. Acceleration er ændringshastigheden i en objekts hastighed, da den bevæger sig. Du kan beregne denne accelerationshastighed, målt i meter pr. Sekund, baseret på den tid, det tager dig at gå fra en hastighed til en anden eller baseret på en objekts masse.

Trin

Metode 1 af 3:

Beregning acceleration fra en kraft

1. Definer Newtons anden lov om bevægelse. Newtons anden bevægelseslov siger, at når de kræfter, der handler på et objekt, ubalanceret, vil objektet accelerere. Denne acceleration er afhængig af de netstyrker, der handler på objektet og objektets masse. Ved hjælp af denne lov kan acceleration beregnes, når en kendt kraft virker på et objekt med kendt masse.

Newtons lov kan repræsenteres af ligningen F_net = m x a, hvor F_net er den samlede kraft, der handler på objektet, M er objektets masse, og -en er accelerationen af objektet.
Når du bruger denne ligning, skal du holde dine enheder i metrisk system. Brug kilogram (kg) til masse, newtons (n) til kraft og meter pr. Sekund kvadreret (m / s) til acceleration.

2. Find massen af dit objekt. For at finde massen af et objekt, skal du blot placere det på balance eller skala og finde sin masse i gram. Hvis du har et meget stort objekt, skal du muligvis finde en reference, der kan give dig massen. Større objekter vil sandsynligvis have en masse med enheden af kilo (kg).

For denne ligning vil du gerne konvertere massen i kilo. Hvis den masse, du har, er i gram, deler simpelthen den masse med 1000 for at konvertere til kg.

3. Beregn netto kraften, der handler på dit objekt. En netstyrke er en ubalanceret kraft. Hvis du har to kræfter, der modsætter hinanden, og den ene er større end den anden, vil du have en netstyrke i retning af den større kraft. Acceleration sker, når en ubalanceret kraft virker på et objekt, hvilket får det til at ændre hastigheder mod den retning, kraften skubber eller trækker den.

For eksempel: Lad os sige dig, og din storebror spiller tug-of-war. Du trækker rebet til venstre med en kraft på 5 newtons, mens din bror trækker rebet i modsat retning med en kraft på 7 newtons. Netkraften på tovet er 2 newtons til højre, i retning af din bror.

For at kunne forstå enhederne korrekt, ved at 1 newton (n) er lig med 1 kg x meter / anden kvadreret (kg x m / s).

4. Omarrangere ligningen F = MA for at løse til acceleration. Du kan ændre denne formel rundt for at løse til acceleration ved at dividere begge sider af massen, så: a = f / m. For at finde accelerationen skal du blot opdele kraften ved at objektets masse accelereres.

Force er direkte proportional med accelerationen, hvilket betyder, at en større kraft vil føre til en større acceleration.

Masse er omvendt proportional med acceleration, hvilket betyder at med en større masse vil accelerationen falde.

5. Brug formlen til at løse til acceleration. Acceleration er lig med netstyrken, der virker på et objekt divideret med objektets masse. Når du har etableret værdierne for dine variabler, skal du gøre den enkle division for at finde fremskyndelsen af objektet.

For eksempel: En 10 Newton Force virker ensartet på en masse på 2 kg. Hvad er objektets acceleration?

A = F / M = 10/2 = 5 m / s

Metode 2 af 3:

Beregning af gennemsnitsacceleration fra to hastigheder

1. Definer ligningen for gennemsnitlig acceleration. Du kan beregne den gennemsnitlige acceleration af et objekt over en periode baseret på sin hastighed (dets hastighed, der rejser i en bestemt retning), før og efter den tid. For at gøre dette skal du kende ligning for acceleration: A = ΔV / ΔT hvor -en er acceleration, Δv er ændringen i hastighed, og Δt er den tid, det tog for den ændring, der sker.

Enheden til acceleration er meter pr. Sekund per sekund eller m / s.
Acceleration er en vektormængde, hvilket betyder, at den har både en størrelse og en retning. Størrelsen er den samlede mængde acceleration, mens retningen er den måde, hvorpå objektet bevæger sig. Hvis det sænker accelerationen, vil det være negativt.

2. Forstå variablerne. Du kan yderligere definere Δv og Δt: ΔV = V_F - V_jeg og ΔT = T_F - T_jeg hvor V_F er den endelige hastighed, V_jeg er indledende hastighed, T_F er slutningen tid, og T_jeg er starttidspunktet.

Fordi acceleration har en retning, er det vigtigt altid at trække den indledende hastighed fra den endelige hastighed. Hvis du vender tilbage, vil retningen af din acceleration være forkert.

Medmindre andet er angivet i problemet, er starttiden normalt 0 sekunder.

3. Brug formlen til at finde acceleration. Først skriv ned din ligning og alle de givne variabler. Ligningen er A = ΔV / ΔT = (V_F - V_jeg) / (t_F - T_jeg). Træk den indledende hastighed fra den endelige hastighed, og del derefter resultatet med tidsintervallet. Det endelige resultat er din gennemsnitlige acceleration i løbet af den tid.

Hvis den endelige hastighed er mindre end den oprindelige hastighed, vil acceleration vise sig at være en negativ mængde eller den hastighed, hvorpå en genstand sænker ned.

Eksempel 1: En racerbil accelererer ensartet fra 18.5 m / s til 46.1 m / s i 2.47 sekunder. Hvad er dens gennemsnitlige acceleration?

Skriv ligningen: A = ΔV / ΔT = (V_F - V_jeg) / (t_F - T_jeg)

Definer variablerne: V_F = 46.1 m / s, V_jeg = 18.5 m / s, T_F = 2.47 S, T_jeg = 0 S.

Løse: -en = (46.1 - 18.5) / 2.47 = 11.17 meter / sekund.

Eksempel 2: En biker rejser på 22.4 m / s kommer til at standse i 2.55 s efter påføring af bremser. Find hans deceleration.

Skriv ligningen: A = ΔV / ΔT = (V_F - V_jeg) / (t_F - T_jeg)

Definer variablerne: V_F = 0 m / s, V_jeg = 22.4 m / s, T_F = 2.55 S, T_jeg = 0 S.

Løse: -en = (0 - 22.4) / 2.55 = -8.78 meter / sekund.

Metode 3 af 3:

Bekræfter din forståelse

1. Forstå accelerationsretningen. Fysikbegrebet acceleration matcher ikke altid, hvordan vi ville bruge udtrykket i hverdagen. Hver acceleration har en retning, som normalt repræsenteres som positiv, hvis den er op eller højre, og negativ, hvis det er nede eller venstre. Se om dit svar giver mening baseret på denne sammenbrud:

Adfærd af en bil	Hvordan skifter hastighed?	Retning af acceleration
Chauffør flytning højre (+) rammer gaspedalen	+ → ++ (mere positiv)	positiv
Driver flytter højre (+) hits bremser	++ → + (mindre positiv)	negativ
Chauffør flytning til venstre (-) rammer gaspedalen	- → - (mere negativt)	negativ
Driver flytter venstre (-) hits bremser	-- → - (mindre negativt)	positiv
Chauffør bevæger sig ved konstant hastighed	forbliver det samme	acceleration er nul

2. Forstå retning af kraft. Husk, en kraft forårsager kun acceleration I retning af kraften. Nogle problemer kan forsøge at narre dig med irrelevante værdier.

Eksempel Problem: En legetøjsbåd med masse 10kg accelererer nordpå på 2 m / s. En vind blæser på grund vesten udøver en kraft på 100 newtons på båden. Hvad er bådens nye nordlige acceleration?

Løsning: Fordi kraften er vinkelret på bevægelsesretningen, har den ikke en effekt på bevægelse i den retning. Båden fortsætter med at accelerere nordpå på 2 m / s.

3. Forstå netto force. Hvis mere end en kraft virker på et objekt, kombinér dem i en netkraft, før du beregner acceleration. For et problem i to dimensioner ser dette sådan ud:

Eksempel Problem: April trækker en 400 kg beholder højre med en kraft på 150 newtons. Bob står til venstre for beholderen og skubber med en kraft på 200 newtons. En vind blæser venstre udøver en kraft på 10 newtons. Hvad er acceleration af beholderen?

Løsning: Dette problem bruger vanskeligt sprog til at prøve at fange dig. Tegn et diagram, og du vil se kræfterne er 150 newtons højre, 200 newtons højre, og 10 newtons tilbage. Hvis "ret" er den positive retning, netstyrken er 150 + 200 - 10 = 340 newtons. Acceleration = f / m = 340 newtons / 400 kg = 0.85 m / s.

Video.

Ved at bruge denne service kan nogle oplysninger deles med YouTube.

Del på sociale netværk :

Sådan beregnes acceleration

Trin

Video.