Tezlashtirishni hisoblashning 3 usuli

2024 Muallif: Jason Gerald | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 11:45

Agar siz qizil chirog'dan keyin mashinangizdan o'tib ketayotgan boshqa mashinani ko'rgan bo'lsangiz, tezlikni farqini o'zingiz sezgansiz. Tezlanish - bu ob'ekt harakatlanayotganda tezligi o'zgarishi. Siz tezlikni sekundiga metr bilan ifodalanadigan tezlikni hisoblashingiz mumkin, bu uning tezligini o'zgartirish uchun zarur bo'lgan vaqtga yoki ob'ektga ta'sir qilgan kuchga bog'liq.

Qadam

3 -usul 1: Kuchdan tezlanishni hisoblash

1 -qadam. Nyutonning ikkinchi harakat qonunini tushunish

Nyutonning ikkinchi harakat qonunida aytilishicha, jismga ta'sir etuvchi kuch muvozanatsiz bo'lganda, ob'ekt tezlashadi. Bu tezlanish ob'ektga ta'sir etuvchi kuch bilan, shuningdek ob'ektning massasi bilan belgilanadi. Jismga ta’sir etuvchi kuch va jismning massasi ma’lum bo‘lsa, tezlanishni hisoblash mumkin.

• Nyuton qonunlarini tenglamalarga tarjima qilish mumkin F_to'r = m x a, F bilan_to'r Ob'ektning natijaviy kuchini, jismning massasini va jismning tezlanishini ifodalaydi.
• Bu tenglamani ishlatishda metrik birliklardan foydalaning. Massa birligi sifatida kilogrammdan (kg), kuch birligidan Nyutondan (N) va sekundiga kvadratdan (m/s) foydalaning.²) tezlanishini ifodalash.

2 -qadam. Ob'ektning massasini aniqlang

Ob'ektning massasini bilish uchun siz uni tarozida tortib, vaznini grammga yozib olishingiz mumkin. Agar sizdagi ob'ekt juda katta bo'lsa, uning massasini bilish uchun sizga ma'lumot kerak bo'lishi mumkin. Katta narsalarning vazni odatda kilogramm (kg) ga teng.

Hisoblashni davom ettirish uchun siz massa birliklarini kilogrammga aylantirishingiz kerak. Agar sizning ob'ektingizning massasi grammda ifodalangan bo'lsa, uni kilogrammga aylantirish uchun bu qiymatni 1000 ga bo'lish kifoya

3 -qadam. Ob'ektga ta'sir kuchini hisoblang

Natijada paydo bo'ladigan kuch muvozanatsiz kuchdir. Agar bir -biriga qarama -qarshi bo'lgan ikkita kuch bo'lsa va ulardan biri boshqasidan katta bo'lsa, ikkita kuchning natijasi katta kuchning yo'nalishi bilan bir xil bo'ladi. Tezlashish ob'ekt muvozanatsiz kuchni boshdan kechirganda ro'y beradi, shuning uchun uning tezligi uni tortadigan yoki itarayotgan kuchga yaqinlashganda o'zgaradi.

• Masalan: aytaylik, siz va opangiz arqon tortish o'ynayapsiz. Siz arqonni 5 Nyuton kuchi bilan chapga tortasiz, ukangiz esa 7 Nyuton kuchi bilan arqonni teskari tomonga tortadi. Ipdagi natija kuchi - ukangiz tomon, chap tomonda 2 Nyuton.
• Birliklarni yaxshiroq tushunish uchun, 1 Nyuton (1 N) 1 kilogramm/soniya kvadratiga (kg-m/s) teng ekanligini tushuning.²).

4 -qadam. Tezlanish masalasini hal qilish uchun F = ma tenglamani o'zgartiring

Siz tezlikni hisoblash uchun formulaning tartibini o'zgartirishingiz mumkin, tenglamaning har ikki tomonini massaga bo'lish orqali tenglikni olasiz: a = F/m. Tezlashtirishni topish uchun kuchni uni boshidan kechirayotgan jismning massasiga bo'lish kifoya.

• Kuchlanish tezlanish bilan to'g'ridan -to'g'ri proportsionaldir, ya'ni ob'ekt qanchalik katta kuchga ega bo'lsa, tezlanish ham shuncha katta bo'ladi.
• Massa tezlashuvga teskari proportsionaldir, demak, jismning massasi qancha ko'p bo'lsa, shuncha tezlanish bo'ladi.

Qadam 5. Tezlashtirish masalasini hal qilish uchun formuladan foydalaning

Tezlashish jismning massasiga bo'linadigan natijaviy kuchga teng. Ma'lum o'zgaruvchilarni yozganingizdan so'ng, ob'ektning tezlanishini topish uchun bo'linishni bajaring.

• Masalan: massasi 2 kg bo'lgan jismga bir xil yo'nalishda 10 Nyuton kuch ta'sir qiladi. Tezlashuv nima?
• a = F/m = 10/2 = 5 m/s²

3 -usul 2: Ikki tezlikning o'rtacha tezlanishini hisoblash

Qadam 1. O'rtacha tezlanishning tenglamasini aniqlang

Ob'ektning ma'lum tezlikdagi o'rtacha tezlanishini (ob'ektning ma'lum yo'nalishdagi tezligi), shu vaqtgacha va undan keyin hisoblashingiz mumkin. Hisoblash uchun siz tezlashtirishni hisoblash tenglamasini bilishingiz kerak: a = v / t bu erda a tezlikni, v tezlikning o'zgarishini va t ob'ekt tezligini o'zgartirish uchun zarur bo'lgan vaqtni ifodalaydi.

• Tezlashtirish birligi sekundiga metr yoki m/s².
• Tezlashtirish - bu vektor miqdori, ya'ni uning kattaligi ham, yo'nalishi ham bor. Tezlanishning kattaligi - bu umumiy miqdor, uning yo'nalishi ob'ekt harakatlanayotgan yo'nalish bilan belgilanadi. Agar ob'ekt sekinlashsa, tezlanish manfiy bo'ladi.

2 -qadam. O'zgaruvchilarni tushunish

Siz v va t ni boshqa hisoblar yordamida aniqlashingiz mumkin: v = v_f - v_i va t = t_f - t_i v bilan_f yakuniy tezlikni ifodalaydi, v_i boshlang'ich tezligi, t_f tugash vaqti va t_i boshlang'ich vaqt.

• Tezlashtirish yo'nalishga ega bo'lgani uchun siz har doim oxirgi tezlikni dastlabki tezlikka kamaytirishingiz kerak. Agar siz uni teskari aylantirsangiz, tezlashuv yo'nalishi noto'g'ri bo'ladi.
• Muammoda boshqacha ko'rsatilmagan bo'lsa, ob'ektning harakatlanish vaqti odatda 0 soniya.

3 -qadam. Tezlikni topish uchun formuladan foydalaning

Birinchidan, tenglamangizni barcha ma'lum o'zgaruvchilar bilan birga yozing. Tenglama a = v / t = (v_f - v_i)/(t_f - t_i). Oxirgi tezlikni dastlabki tezlikka aylantiring, so'ng natijani vaqt oralig'iga bo'ling. Natijada, ob'ektning shu vaqt oralig'idagi o'rtacha tezlashishi.

• Agar ob'ektning oxirgi tezligi boshlang'ich tezligidan past bo'lsa, tezlanish manfiy bo'ladi, ya'ni ob'ekt sekinlashadi.

• 1 -misol: poygachi mashinaning tezligi doimiy ravishda 18,5 m/s dan 2,47 soniyada 46,1 m/s gacha oshadi. O'rtacha tezlanish nima?

  • Tenglamani yozing: a = v / t = (v_f - v_i)/(t_f - t_i)
  • Ma'lum o'zgaruvchilarni yozing: v_f = 46, 1 m/s, v_i = 18,5 m/s, t_f = 2, 47 s, t_i = 0 soniya.
  • Tenglamani eching: a = (46, 1 - 18, 5)/2, 47 = 11, 17 metr/soniya².

• 2 -misol: velosipedchi tormozni bosgandan 2,55 soniyadan keyin 22,4 m/s tezlikda to'xtaydi. Tormozlanish tezligini aniqlang.

  • Tenglamani yozing: a = v / t = (v_f - v_i)/(t_f - t_i)
  • Ma'lum o'zgaruvchilarni yozing: v_f = 0 m/s, v_i = 22,4 m/s, t_f = 2,55 s, t_i = 0 soniya.
  • Tenglamani yeching: a = (0 -22, 4)/2, 55 = -8, 78 metr/soniya².

3 -usul 3: javoblarni qayta tekshirish

Qadam 1. Tezlanish yo'nalishi

Fizikada tezlanish tushunchasi har doim ham kundalik hayotda ishlatilgani bilan bir xil emas. Har bir tezlanishning yo'nalishi bor, agar u yuqoriga yoki o'ngga ketayotgan bo'lsa, odatda ijobiy belgi bilan, yoki pastga yoki chapga yo'naltirilgan bo'lsa, salbiy bo'ladi. Quyidagi ko'rsatmalarga asoslanib, sizning javobingiz mantiqiy yoki yo'qligini ikki marta tekshiring:

Avtomobil harakati	Avtomobil tezligini o'zgartirish	Tezlashtirish yo'nalishi
O'ngga siljiting (+), gaz pedalini bosing	+ → ++ (tezroq)	ijobiy
O'ngga siljiting (+) tormozni bosing	++ → + (kamroq ijobiy)	salbiy
Chapga siljiting (-) gaz pedalini bosing	- → - (ko'proq salbiy)	salbiy
Chapga siljiting (-) tormozni bosing	- → - (kamroq salbiy)	ijobiy
Doimiy tezlikda harakatlanish	bir xil bo'lib qoladi	tezlanish nolga teng

Qadam 2. Uslub yo'nalishi

Esda tutingki, kuch faqat "kuch yo'nalishi bo'yicha" tezlanishiga olib keladi. Ba'zi savollar sizni tezlashtirish bilan bog'liq bo'lmagan ballar bilan aldab qo'yishi mumkin.

• Misol muammosi: massasi 10 kg bo'lgan o'yinchoq kema 2 m/s shimolda tezlashib harakat qilmoqda². Shamol kemani g'arbga 100 Nyuton kuchi bilan olib boradi. Shamol uchib ketganidan keyin shimolga ketayotgan kema qanday tezlikka ega?
• Javob: chunki kuchning yo'nalishi jismning harakatiga perpendikulyar bo'lgani uchun, bu yo'nalishda harakatlanayotgan jismlarga ta'siri yo'q. Kema 2 m/s tezlik bilan shimolga qarab harakatini davom ettiradi².

3 -qadam. Natija uslubi

Agar jismning boshidan kechiradigan kuch bir nechta bo'lsa, tezlanishni hisoblashdan oldin ularning hammasidan hosil bo'lgan kuchni hisoblang. Quyida ikki o'lchovli uslub muammosiga misol keltirilgan:

• Misol muammosi: aprel 400 kg og'irlikdagi konteynerni 150 Nyuton kuchi bilan tortmoqda. Bob konteynerning chap tomonida turib, 200 Nyuton kuch bilan itaradi. Shamol chapga 10 Nyuton kuch bilan esmoqda. Idishning tezlashuvi nima?
• Javob: yuqoridagi savollar sizni aldash uchun murakkab maslahatlar beradi. Diagramma tuzing va siz o'ngda 150 nyuton, chapda 200 nyuton va chapda 10 nyuton kuchini ko'rasiz. Agar "chap" ijobiy bo'lsa, ob'ektga ta'sir qiluvchi kuch 150 + 200 - 10 = 340 Nyuton bo'ladi. Ob'ektning tezlashishi = F / m = 340 Nyuton / 400 kg = 0,85 m / s².