Inhoud

• Stappen

Acceleratie vertegenwoordigt de snelheid waarmee de snelheid van een object verandert terwijl het beweegt. Als de snelheid van een object constant blijft, betekent dit dat het niet accelereert. Versnelling vindt alleen plaats als de snelheid van het object verandert. Als de snelheid met een constante snelheid varieert, zeggen we dat het object met constante versnelling beweegt. U kunt de versnellingssnelheid (in meter per seconde) berekenen op basis van de tijd die nodig is om van de ene snelheid naar de andere te variëren of de resultante van de krachten die op het object worden uitgeoefend.

Stappen

Deel 1 van 3: Bereken de gemiddelde versnelling met behulp van de snelheden

1. 

   Begrijp de definitie van de vergelijking. U kunt de gemiddelde versnelling van een object over een bepaalde periode berekenen aan de hand van zijn snelheid (dat wil zeggen de snelheid van zijn beweging in een bepaalde richting) aan het begin en einde van die tijd. Hiervoor moet u de versnellingsvergelijking kennen die wordt gegeven door a = Δv / Δt, Waar De vertegenwoordigt de gemiddelde versnelling, Δv vertegenwoordigt de variatie in snelheid en Δt vertegenwoordigt tijdsvariatie.
   • De meeteenheid voor versnelling is meter per seconde kwadraat (symbool: m / s).
   • Versnelling is een vectorgrootheid, dat wil zeggen, het presenteert modulus en richting. De module vertegenwoordigt de totale waarde van de versnelling, terwijl de richting ons de oriëntatie van de beweging van het object (verticaal of horizontaal) vertelt. Als de snelheid van het object afneemt, is de versnellingswaarde negatief.

2. 

   
   
   Begrijp de variabelen in de vergelijking. U kunt de voorwaarden uitbreiden Δv en Δt in Δv = v_f - v_ik en Δt = t_f - t_ik, Waar v_f vertegenwoordigt de eindsnelheid, v_ik vertegenwoordigt de beginsnelheid, t_f vertegenwoordigt de laatste tijd en t_ik vertegenwoordigt de starttijd.
   • Omdat de versnelling een richting heeft, is het belangrijk om altijd de beginsnelheid af te trekken van de eindsnelheid. Als u de volgorde van de snelheden verandert, is de richting van uw versnelling onjuist.
   • De starttijd is meestal gelijk aan 0 (tenzij vermeld in de vraag).

3. 

   
   
   Pas de formule toe om de versnelling te vinden. Schrijf om te beginnen de vergelijking en al zijn variabelen. De vergelijking, zoals we hierboven zagen, is een = Δv / Δt = (v_f - v_ik) / (t_f - t_ik). Trek de beginsnelheid af van de eindsnelheid en deel het resultaat door het tijdsinterval. Het resultaat van de deling zal gelijk zijn aan de gemiddelde versnellingswaarde die het object gedurende deze periode heeft ondergaan.
   • Als de eindsnelheid lager is dan de beginsnelheid, is de versnelling een negatieve waarde of de vertragingssnelheid van het object.
   • Voorbeeld 1: een raceauto accelereert gelijkmatig van 18,5 m / s naar 46,1 m / s in 2,47 seconden. Zoek de waarde van uw gemiddelde versnelling.
     • Schrijf de vergelijking: een = Δv / Δt = (v_f - v_ik) / (t_f - t_ik)
     • Wijs de waarden van de variabelen toe: v_f = 46,1 m / s, v_ik = 18,5 m / s, t_f = 2,47 s, t_ik = 0 seconden.
     • Los De vergelijking op: De = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s.
   • Voorbeeld 2: een motorrijder rijdt met 22,4 m / s en voor zijn motorfiets 2,55 s na gebruik van de remmen. Vind de waarde van uw vertraging.
     • Schrijf de vergelijking: een = Δv / Δt = (v_f - v_ik) / (t_f - t_ik)
     • Wijs de waarden van de variabelen toe: v_f = 0 m / s, v_ik = 22,4 m / s, t_f = 2,55 s, t_ik = 0 seconden.
     • Los De vergelijking op: De = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s.

Deel 2 van 3: Bereken de versnelling met behulp van de resulterende kracht

1. 

   
   
   Begrijp de definitie van de tweede wet van Newton. De tweede wet van Newton (ook wel het fundamentele principe van dynamica genoemd) stelt dat een object versnelt wanneer de krachten die erop inwerken uit balans zijn. Deze versnelling is afhankelijk van de resulterende krachten die op het object inwerken en de massa van het object. Via deze wet kan versnelling worden berekend wanneer een bekende kracht inwerkt op een object met een bekende massa.
   • De tweede wet van Newton kan worden uitgedrukt door de vergelijking F._resulterend = m x een, Waar F._resulterend vertegenwoordigt de resulterende kracht die op het object wordt uitgeoefend, m vertegenwoordigt de massa van het object en De vertegenwoordigt de versnelling van het object.
   • Gebruik bij het gebruik van deze vergelijking de SI-maateenheden (International System of Units). Gebruik kilogram (kg) voor massa, Newton (N) voor kracht en meter per seconde in het kwadraat (m / s) voor versnelling.

2. 

   Zoek de massa van het object. Om de massa van het object te achterhalen, gebruikt u een schaal (mechanisch of digitaal) om de waarde in grammen te verkrijgen. Als het object erg groot is, moet u wellicht naar een referentie zoeken die de waarde van de massa kan aangeven. In het geval van grote objecten wordt de massa waarschijnlijk uitgedrukt in kilogram (kg).
   • Om in deze vergelijking te worden gebruikt, moet de massa worden omgerekend naar kilogram. Als de massawaarde in grammen is, deelt u deze door 1000 om deze in kilogram om te rekenen.

3. 

   Bereken de resulterende kracht die op het object inwerkt. De resulterende kracht (of het resultaat van de krachten) is een kracht die uit balans is. Als er twee krachten in tegengestelde richting op een object inwerken en de ene is groter dan de andere, dan heb je een resulterende kracht in de richting van de grotere kracht. Versnelling is het resultaat van een ongebalanceerde kracht die op een object inwerkt en een verandering in de snelheid veroorzaakt in dezelfde richting als de kracht die eraan trekt of duwt.
   • Voorbeeld: stel je voor dat jij en je oudere broer touwtrekken spelen. Je trekt het touw naar links met een kracht van 5 Newton, terwijl hij het touw met een kracht van 7 in de tegenovergestelde richting trekt Newton. De resultante van de krachten die op het touw inwerken is 2 Newton naar rechts (richting je broer).
   • 1 Newton (N) is gelijk aan 1 kilogram maal meter per seconde kwadraat (kg * m / s).

4. 

   Herschik de vergelijking F = ma om de versnelling te berekenen. U kunt de formule van de tweede wet van wijzigen Newton de versnelling kunnen vinden; verdeel hiervoor de twee kanten van de vergelijking door de massa en je komt bij de uitdrukking a = F / m. Om de versnellingswaarde te berekenen, deelt u de kracht door de massa van het te versnellen object.
   • De kracht is recht evenredig met de versnelling; dus hoe groter de kracht, hoe groter de versnelling.
   • De massa is omgekeerd evenredig met de versnelling; daarom, hoe groter de massa, hoe lager de versnelling.

5. 

   Pas de formule toe om de versnelling te vinden. De versnelling is gelijk aan het quotiënt van de verdeling van de resulterende kracht die op het object inwerkt door de massa van het object. Nadat u de waarden van de variabelen hebt vervangen, lost u de eenvoudige deling op om de versnellingswaarde van het object te verkrijgen.
   • Voorbeeld: een kracht van 10 Newton werkt gelijkmatig op een massa van 2 kg. Bereken de versnelling van het object.
   • a = F / m = 10/2 = 5 m / s

Deel 3 van 3: Controleer uw kennis

1. Versnellingsrichting. Het fysieke concept van versnelling komt niet altijd overeen met de manier waarop het in het dagelijks leven wordt gebruikt. Elke versnelling heeft een richting: in het algemeen zeggen we dat het positief is als het gericht is omhoog of te Rechtsaf en negatief als het gericht is op laag of te links. Bekijk de onderstaande tabel en kijk of uw resolutie klopt:

2. 

   Forceer richting. Onthoud: een kracht veroorzaakt alleen versnelling in de richting waarin het opereert. Sommige problemen kunnen irrelevante informatie opleveren om u in verwarring te brengen.
   • Voorbeeld: een speelgoedboot met een massa van 10 kg wordt in noordelijke richting versneld tot 2 m / s. De wind waait westwaarts en oefent een kracht van 100 uit Newton op het speelgoed. Bereken de nieuwe noordversnelling van de boot.
   • Antwoord: Aangezien de kracht van de wind loodrecht op de bewegingsrichting staat, heeft deze geen invloed op de beweging in die richting. Daarom zal de boot blijven accelereren met 2 m / s in noordelijke richting.

3. 

   Resulterende kracht. Als er meer dan één kracht op een object inwerkt, moet u deze combineren om de resulterende kracht te bepalen voordat u de versnelling berekent. Bij vragen met twee dimensies zou de oplossing als volgt zijn:
   • Voorbeeld: Ana trekt een doos van 400 kg naar rechts met een kracht van 150 Newton. Carlos staat aan de linkerkant van de doos en duwt deze met een kracht van 200 Newton. De wind waait naar links met een kracht van 10 Newton. Bereken de versnelling van de doos.
   • Antwoord: dit probleem gebruikt complexe taal om de lezer in verwarring te brengen. Als je een diagram van het probleem tekent, zul je zien dat de krachten die op de doos werken 150 zijn Newton rechts, 200 Newton rechts en 10 Newton naar links. Als de richting die als positief wordt aangenomen "juist" is, is de resulterende kracht 150 + 200 - 10 = 340 Newton. Dus versnelling = F / m = 340 Newton / 400 kg = 0,85 m / s.