СРЕДНО УСКОРЕНИЕ: КАК СЕ ИЗЧИСЛЯВА И РЕШАВАТ УПРАЖНЕНИЯТА - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

В средната ускорение при _m е величината, която описва изменението на скоростта на частиците в течение на времето. Важно е, защото показва вариациите, които движението изпитва.

За да се изрази тази величина в математически план, е необходимо да се разгледат две скорости и две моменти от време, които съответно се обозначават като v ₁ и v ₂, и t ₁ и t ₂.

Средното ускорение е много важен кинематичен параметър. Източник: Pixabay

Комбинирайки стойностите според предлаганата дефиниция, ще се получи следният израз:

В международната система SI единиците за _m ще бъдат m / s ², въпреки че ще се справят и други единици, включващи дължина за единица време в квадрат.

Например, там е км / час, който гласи "километър на час и секунда". Обърнете внимание, че единицата време се появява два пъти. Мислейки за мобилен телефон, движещ се по права линия, това означава, че за всяка изминала секунда мобилният телефон увеличава скоростта си с 1 км / ч. Или го намалява с 1 км / ч за всяка секунда, която минава.

Ускорение, скорост и скорост

Въпреки че ускорението е свързано с увеличаване на скоростта, истината е, че внимателно спазване на определението, се оказва, че всяка промяна в скоростта предполага наличието на ускорение.

И скоростта не винаги се променя по величина. Може да се случи, че мобилният променя само посоката и поддържа скоростта си постоянна. Все пак има отговорно ускоряване на тази промяна.

Пример за това е автомобил, който прави крива с постоянна скорост от 60 км / ч. Превозното средство подлежи на ускорение, което е отговорно за промяна на посоката на скоростта, така че автомобилът да следва кривата. Водачът го прилага с помощта на волана.

Такова ускорение е насочено към центъра на извитата пътека, за да не излезе от колата. Той получава името на радиално или нормално ускорение. Ако радиалното ускорение внезапно беше отменено, колата вече не можеше да продължи да обикаля завоя и ще продължи по права линия.

Автомобил, пътуващ около крива, е пример за движение в две измерения, докато когато се движи по права линия, движението му е едномерно. В този случай единственият ефект на ускорението е промяна на скоростта на автомобила.

Това ускорение се нарича тангенциално ускорение. Той не е изключителен за едномерното движение. Колата, която върви около завоя със скорост 60 км / ч, може едновременно да ускори до 70 км / ч, докато я поеме. В този случай водачът трябва да използва както волана, така и педала на газта.

Ако вземем предвид едномерното движение, средното ускорение има геометрична интерпретация, подобна на тази на средната скорост, като наклона на секантната линия, която пресича кривата в точките P и Q на графика на скоростта спрямо времето.

Това може да се види на следната фигура:

Геометрична интерпретация на средното ускорение. Източник: Източник: す じ に く シ チ ュ ー.

Как се изчислява средното ускорение

Нека разгледаме някои примери за изчисляване на средното ускорение в различни ситуации:

I) В определен момент от време мобилен телефон, движещ се по права линия, има скорост от + 25 км / ч, а 120 секунди по-късно има още -10 км / ч. Какво беше средното ускорение?

Отговор

Тъй като движението е едномерно, векторната нотация може да се отмени, в този случай:

v _o = +25 km / h = +6.94 m / s

v _f = -10 km / h = - 2.78 m / s

Δt = 120 s

Всеки път, когато провеждате упражнение със смесени величини като тази, в което има часове и секунди, е необходимо да предадете всички стойности на едни и същи единици.

Тъй като това е едноизмерно движение, отпадането на векторите е отменено.

II) Велосипедист пътува на изток със скорост 2,6 m / s, а 5 минути по-късно отива на юг със 1,8 m / s. Намерете средното му ускорение.

Отговор

Движението не е едномерно, затова се използва векторна нотация. Единичните вектори i и j указват посоките заедно със следната конвенция на знака, улесняваща изчислението:

• Север: + j
• Юг: - j
• Изток: + i
• Запад: - Аз

v ₂ = - 1,8 j m / s

v ₁ = + 2,6 i m / s

Δt = 5 минути = 300 секунди

v _f = v ₀ + at = gt (v ₀ = 0)

Където a = g = 9,8 m / s ²

Упражнението е разрешено

Обект се спуска от достатъчна височина. Намерете скоростта след 1.25 секунди.

Отговор

v _o = 0, тъй като обектът е изпуснат, тогава:

v _f = gt = 9,8 x 1,25 m / s = 12,25 m / s, насочен вертикално към земята. (Вертикалната посока надолу се приема като положителна).

Когато обектът се приближи до земята, неговата скорост се увеличава с 9,8 m / s за всяка изминала секунда. Масата на обекта не участва. Два различни обекта, паднали от една и съща височина и в същото време, развиват същата скорост, с която падат.

Препратки

1. Giancoli, D. Физика. Принципи с приложения. Шесто издание. Prentice Hall. 21- 35.
2. Resnick, R. (1999). Физическа. Том 1. Трето издание на испански език. Мексико. Compañía Редакция Continental SA de CV 20-34.
3. Serway, R., Jewett, J. (2008). Физика за наука и инженерство. Том 1. 7 ^ма. Edition. Мексико. Cengage Learning Editors. 21-39.