ОТРИЦАТЕЛНО УСКОРЕНИЕ: ФОРМУЛИ, ИЗЧИСЛЕНИЕ И РЕШЕНИ УПРАЖНЕНИЯ - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

Най- негативно ускорение възниква, когато промяната или изменението на скорост в продължение на период от време има един отрицателен знак. Наблюдавайте кучето на изображението, като се забавлява на плажа. Пясъкът забавя движението си, което означава, че има ускорение, противоположно на скоростта, която носи.

Това ускорение може да се счита за отрицателно, за разлика от скоростта, която е посочена като положителна. Въпреки че отрицателното ускорение не винаги води до намаляване на скоростта.

Кучето има забавно спиране в пясъка. Спирачното ускорение може да се счита за отрицателно ускорение. Източник: Pixabay

При едномерно движение посоката на напредване обикновено се приема като положителна, тоест посоката на скоростта. Това е, което е било разгледано по-рано: при кучето на фигурата положителната посока е тази, която преминава от опашката към главата.

Преди да потъне лапите си в пясъка, кучето дойде с определена скорост v напред, тоест положително. Тогава пясъкът се забавя, докато спре, тоест нулева крайна скорост.

Да предположим, че всичко това се е случило в период от време Δt. Ускорението през това време ще се изчислява така:

В горното уравнение v> 0, Δt> 0, тогава a <0, това е отрицателно ускорение (a <0). Тъй като посоката на скоростта в началото е приета като положителна, тогава отрицателното ускорение означава, че ускорението е насочено далеч от скоростта. Поради това се заключава, че:

Следователно можем да установим, че:

• Когато скоростта и ускорението имат един и същ знак, независимо от кой знак, скоростта се увеличава. В такъв случай скоростта става по-положителна или по-отрицателна, в зависимост от случая.
• Когато скоростта и ускорението имат противоположни знаци, скоростта намалява.

Формули за изчисляване на ускорението

Независимо от знака, който има, средното ускорение a _m между моментите t и t 'се изчислява по следната формула:

Средното ускорение предоставя глобална информация за това как скоростта се е променила през разглеждания интервал от време. От своя страна, моменталното ускорение предлага подробности как се променя скоростта във всеки момент. Така че за даден момент t ускорението се изчислява по следната формула:

-Пример 1

В началния момент t = 0,2 s обект има скорост 3 m / s. По-късно, в момента t '= 0,4 s, той има скорост 1 m / s. Изчислете средното ускорение между времената t и t 'и интерпретирайте резултата.

Отговор

-Пример 2

В началния момент t = 0,6 с предмет има скорост -1 м / сек. Впоследствие в момента t '= 0,8 s той има скорост -3 m / s. Изчислете средното ускорение между времената t и t '. Тълкувайте резултата.

Отговор

В заключение, в края на интервала от време скоростта стана още по-отрицателна (-3m / s).

Това означава ли, че мобилният телефон забавя движението си? Не. Знакът за минус в скоростта означава само, че се движи назад и по-бързо, тъй като вървенето с -3 m / s върви по-бързо, отколкото при -1m / s, скоростта, която беше в началото.

Скоростта, която е модулът на скоростта, се е увеличила, въпреки че има отрицателно ускорение. Искам да кажа, че този обект се ускори. Затова заключаваме:

-Пример 3 -В вертикално хвърляне нагоре

Помислете следния пример: обектът има мигновена скорост, дадена от следния израз, с всички единици в Международната система:

Намерете скоростта и ускорението за време 0s, 0.5s и 1.0s. Във всеки случай посочете дали обектът се ускорява или намалява.

Отговор

Скоростта на всеки от посочените моменти се намира чрез заместване на t в уравнението. Ускорението се открива чрез извеждане на дадения израз като функция на времето и след това оценка на резултата във всеки от дадените моменти.

Резултатите са следните:

Ускорението е постоянно и отрицателно за всяко движение. Вече е възможно да се опише какво се е случило с мобилния телефон, докато се движи.

По време t = 0 s мобилният телефон се забавяше. Това следва веднага, тъй като скоростта е положителна, а ускорението е отрицателно.

В момента t = 0.5 s мобилният телефон спря, поне за момент беше в покой. Не е невъзможно мобилен телефон да спре дори когато е ускорен. Най-осезаемият пример е във вертикалното нагоре хвърляне.

Абитуриентите се насочват вертикално към шапките си. Източник: Pexels

Когато мобилен телефон се проектира вертикално нагоре, той успява да достигне максимална височина. Ако положителната посока е избрана в този смисъл, което се прави почти винаги, през времето, необходимо за достигане на тази максимална точка, мобилният ще има положителна скорост.

Но гравитацията е около цялото време. И винаги е насочена вертикално надолу, без значение дали обектът върви нагоре или надолу. Естествено тя успява да накара мобилния да се забави постепенно, докато не спре за миг.

Мобилният веднага обръща скоростта си и се насочва обратно към земята. В този случай скоростта е отрицателна, защото също сочи към земята. Следователно гравитацията кара скоростта да се увеличава все повече и повече.

Стойността на ускорението на гравитацията е оценена на 9,8 m / s ², което за целите на изчислението е закръглено до 10 m / s ². Обектът в примера може би е бил хвърлен нагоре с първоначална скорост 5 m / s.

Накрая при t = 1,0 s, скоростта на мобилния е отрицателна. Ако става дума за вертикално издигане нагоре, при липса на триене, това означава, че отново преминава през началната точка, но този път се спуска надолу, вместо нагоре.

В заключение, отрицателното ускорение не означава непременно, че мобилният телефон се забавя. Напротив, мобилният може да върви все по-бързо и по-бързо. Въпрос е да се обърне внимание дали признаците за скорост и ускорение са еднакви или не.

Препратки

1. Walker, J. 2010. Физика. Четвърто издание. Адисън Уесли. 26-30.