איך מחשבים תאוצה?
כדי לחשב תאוצה, השתמש במשוואה a = Δv / Δt, כאשר Δv הוא שינוי המהירות, ו- Δt הוא כמה זמן לקח לשינוי הזה. כדי לחשב Δv, השתמש במשוואה Δv = vf - vi, כאשר vf הוא המהירות הסופית vi הוא המהירות הראשונית. כדי לנקב את Δt, השתמש במשוואה Δt = tf - ti, כאשר tf הוא זמן הסיום ו- ti הוא זמן ההתחלה. לאחר שחישבתם Δv ו- Δt, חברו אותם למשוואה a = Δv / Δt כדי לקבל את התאוצה. כדי ללמוד כיצד לחשב תאוצה מכוח, קרא את המאמר!
אם יותר מכוח אחד פועל על אובייקט, שלב אותם לכוח נטו לפני שתחשב תאוצה.
אם אי פעם ראיתם פרארי אדומה בוהקת עפה לפני הונדה סיוויק שלכם לאחר פנס עצירה, חוויתם ממקור ראשון של קצב תאוצה שונה. תאוצה היא קצב השינוי במהירות האובייקט תוך כדי תנועתו. אתה יכול לחשב את קצב ההאצה הזה, הנמדד במטרים לשנייה, בהתבסס על הזמן שלוקח לך לעבור ממהירות אחת לאחרת, או על סמך מסת האובייקט.
שיטה 1 מתוך 3: חישוב תאוצה ממוצעת משתי מהירויות
- 1הגדר את המשוואה לתאוצה ממוצעת. ניתן לחשב את התאוצה הממוצעת של אובייקט לאורך פרק זמן על סמך מהירותו (מהירותו נע בכיוון מסוים), לפני ואחרי אותו זמן. לשם כך עליך לדעת משוואה להאצה: a = Δv / Δt כאשר a הוא תאוצה, Δv הוא שינוי המהירות, ו- Δt הוא משך הזמן שלקח לשינוי זה להתרחש.
- היחידה להאצה היא מטרים לשנייה לשנייה או m / s 2.
- האצה היא כמות וקטורית, כלומר יש לה גם גודל וגם כיוון. הגודל הוא הסכום הכולל של התאוצה ואילו הכיוון הוא הדרך בה האובייקט נע. אם זה מאט התאוצה תהיה שלילית.
- 2להבין את המשתנים. ניתן להגדיר עוד יותר את Δv ו- Δt: Δv = v f - v i ו- Δt = t f - t i כאשר v f הוא המהירות הסופית, v i הוא המהירות ההתחלתית, t f הוא זמן הסיום, ו- t i הוא זמן התחלה.
- מכיוון שלתאוצה יש כיוון, חשוב להפחית תמיד את המהירות ההתחלתית מהמהירות הסופית. אם תהפוך אותם, כיוון התאוצה שלך יהיה שגוי.
- אלא אם כן צוין אחרת בבעיה, זמן ההתחלה הוא בדרך כלל 0 שניות.
איך מחשבים תאוצה ללא זמן? - 3השתמש בנוסחה כדי למצוא תאוצה. ראשית כתוב את המשוואה שלך ואת כל המשתנים הנתונים. המשוואה היא a = Δv / Δt = (v f - v i) / (t f - t i). מחסרים את המהירות ההתחלתית מהמהירות הסופית ואז מחלקים את התוצאה במרווח הזמן. התוצאה הסופית היא התאוצה הממוצעת שלך לאורך זמן זה.
- אם המהירות הסופית נמוכה מהמהירות ההתחלתית, התאוצה תתברר ככמות שלילית או הקצב שבו האובייקט מאט.
- דוגמה 1: מכונית מירוץ מאיצה באופן אחיד מ 18,5 מ 'לשנייה ל 46,1 מ' לשנייה תוך 2,47 שניות. מהי התאוצה הממוצעת שלו?
- כתוב את המשוואה: a = Δv / Δt = (v f - v i) / (t f - t i)
- הגדר את המשתנים: v f = 46,1 m / s, v i = 18,5 m / s, t f = 2,47 s, t i = 0 s.
- לפתור: a = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 מטר / שנייה 2.
- דוגמא 2: אופנוע הנוסע במהירות 22,4 מ 'לשנייה נעצר ב -2,55 שניות לאחר הפעלת בלמים. מצא את ההאטה שלו.
- כתוב את המשוואה: a = Δv / Δt = (v f - v i) / (t f - t i)
- הגדר את המשתנים: v f = 0 m / s, v i = 22,4 m / s, t f = 2,55 s, t i = 0 s.
- לפתור: a = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 מטר / שנייה 2.
שיטה 2 מתוך 3: חישוב תאוצה מכוח
- 1הגדר את חוק התנועה השני של ניוטון. חוק התנועה השני של ניוטון קובע שכאשר הכוחות הפועלים על עצם אינם מאוזנים, האובייקט יואץ. תאוצה זו תלויה בכוחות הרשת הפועלים על האובייקט ובמסת האובייקט. באמצעות חוק זה ניתן לחשב תאוצה כאשר כוח ידוע פועל על עצם בעל מסה ידועה.
- ניתן לייצג את חוק ניוטון על ידי המשוואה F net = mxa, כאשר F net הוא הכוח הכולל הפועל על האובייקט, m הוא המסה של האובייקט, ו- a הוא התאוצה של האובייקט.
- בעת שימוש במשוואה זו, שמור את היחידות שלך במערכת המדדית. השתמש בקילוגרמים (ק"ג) למסה, ניוטונים (N) לכוח, ומטר לשנייה בריבוע (m / s 2) לצורך תאוצה.
- 2מצא את המסה של האובייקט שלך. כדי למצוא את המסה של אובייקט, פשוט הניחו אותו על איזון או קנה מידה ומצאו את המסה שלו בגרמים. אם יש לך אובייקט גדול מאוד, ייתכן שתצטרך למצוא הפניה שתוכל לספק לך את המסה. עצמים גדולים ככל הנראה יהיו בעלי מסה עם יחידת הקילוגרמים (ק"ג).
- עבור משוואה זו, תרצה להמיר את המסה לקילו. אם המסה שיש לכם היא בגרמים פשוט חלקו את המסה הזו ב- 1000 להמרה לקילוגרמים.
המסה היא ביחס הפוך לתאוצה, כלומר עם מסה גדולה יותר, התאוצה תפחת. - 3חשב את הכוח הנקי הפועל על האובייקט שלך. כוח נטו הוא כוח לא מאוזן. אם יש לך שני כוחות שמתנגדים זה לזה ואחד גדול יותר מהשני, יהיה לך כוח נטו לכיוון הכוח הגדול יותר. תאוצה מתרחשת כאשר כוח לא מאוזן פועל על עצם, וגורם לו לשנות מהירויות לכיוון שהכוח דוחף או מושך אותו.
- לדוגמא: נניח שאתה ואחיך הגדול משחקים במשיכת משיכה. אתה מושך את החבל שמאלה בכוח של 5 ניוטון בעוד שאחיך מושך את החבל בכיוון ההפוך בכוח של 7 ניוטונים. הכוח נטו על החבל הוא 2 ניוטון ימינה, לכיוון אחיך.
- על מנת להבין כראוי את היחידות, דעו כי ניוטון אחד (N) שווה לקילוגרם X מטר / שנייה בריבוע (ק"ג X m / s 2).
- 4סדר מחדש את המשוואה F = ma כדי לפתור להאצה. אתה יכול לשנות את הנוסחה הזו כדי לפתור תאוצה על ידי חלוקת שני הצדדים במסה, כך: a = F / m. כדי למצוא את התאוצה, פשוט חלק את הכוח במסת האובייקט שמואץ.
- כוח פרופורציונלי ישירות לתאוצה, כלומר כוח גדול יותר יוביל לתאוצה גדולה יותר.
- המסה היא ביחס הפוך לתאוצה, כלומר עם מסה גדולה יותר, התאוצה תפחת.
- 5השתמש בנוסחה כדי לפתור תאוצה. התאוצה שווה לכוח נטו הפועל על עצם חלקי מסת האובייקט. לאחר שקבעת את הערכים עבור המשתנים שלך, בצע את החלוקה הפשוטה כדי למצוא את האצת האובייקט.
- לדוגמא: כוח של 10 ניוטון פועל באופן אחיד במסה של 2 קילוגרם. מהי האצת האובייקט?
- a = F / m = 10/2 = 5 m / s 2
כוח פרופורציונלי ישירות לתאוצה, כלומר כוח גדול יותר יוביל לתאוצה גדולה יותר.
שיטה 3 מתוך 3: אישור הבנתך
- 1להבין את כיוון ההאצה. מושג הפיזיקה של תאוצה לא תמיד תואם לאופן בו נשתמש במונח בחיי היומיום. לכל תאוצה יש כיוון, המיוצג בדרך כלל כחיובי אם הוא למעלה או ימינה, ושלילי אם למטה או שמאלה. בדוק אם התשובה שלך הגיונית בהתבסס על פירוט זה:
התנהגות מכונית כיצד משתנה המהירות? כיוון האצה נהג שנע ימינה (+) פוגע בדוושת הדלק + → ++ (חיובי יותר)
חיובי
נהג שנע ימינה (+) פוגע בבלמים ++ → + (פחות חיובי)
שלילי
נהג שנע שמאלה (-) פוגע בדוושת הגז - → - (שלילי יותר)
שלילי
נהג העובר שמאלה (-) פוגע בבלמים - → - (פחות שלילי)
חיובי
הנהג נע במהירות קבועה נשאר אותו הדבר
התאוצה היא אפס
- 2להבין את כיוון הכוח. זכרו, כוח גורם רק להאצה לכיוון הכוח. בעיות מסוימות עשויות לנסות להונות אותך עם ערכים לא רלוונטיים.
- דוגמה בעיה: סירת צעצוע עם 10kg ההמוני מאיצה צפונה לעבר 2 מ '/ s 2. רוח הנושבת מערבה מפעילה כוח על 100 ניוטון על הסירה. מהי התאוצה החדשה של הסירה צפונה?
- פתרון: מכיוון שהכוח ניצב לכיוון התנועה, אין לו השפעה על התנועה בכיוון זה. הסירה ממשיכה להאיץ צפונה לעבר 2 מ '/ s 2.
- 3להבין כוח נטו. אם יותר מכוח אחד פועל על אובייקט, שלב אותם לכוח נטו לפני שתחשב תאוצה. לבעיה בשני ממדים זה נראה בערך כך:
- דוגמא לבעיה: אפריל מושך מיכל של 400 ק"ג ימינה בכוח של 150 ניוטון. בוב עומד משמאל למיכל ודוחף בכוח של 200 ניוטון. רוח הנושבת שמאלה מפעילה כוח של 10 ניוטון. מהי האצת המכולה?
- פתרון: בעיה זו משתמשת בשפה מסובכת כדי לנסות לתפוס אותך. צייר תרשים ותראה שהכוחות הם 150 ניוטון ימינה, 200 ניוטון ימינה, ו -10 ניוטונים שמאל. אם "נכון" הוא הכיוון החיובי, הכוח הנקי הוא 150 + 200 - 10 = 340 ניוטון. האצה = F / m = 340 ניוטון / 400 ק"ג = 0,85 m / s 2.
שאלות ותשובות
- מהי יחידת SI להאצה?יחידות SI הן יחידות סטנדרטיות המשמשות בינלאומית בכתיבה מדעית. כאשר מתארים תאוצה, השתמש ביחידות ה- SI מטרים לשנייה בריבוע (m / s ^ 2).
- מהי האצה של אובייקט?האצה מוגדרת כשינוי המהירות לאורך זמן. לדוגמא, שקול מכונית המאיצה מאור עצירה ל -60 קמ"ש. המהירות הראשונית שלו היא אפס, אך לאורך מספר שניות מהירותה עולה עד שהיא מגיעה ל -60 קמ"ש. אם המכונית נשארת ב -60 קמ"ש ללא שינוי מהירות, אז התאוצה שלה תהיה אפס, או אפס שינוי במהירות לאורך זמן.
- איך מחשבים תאוצה ללא זמן?אם אתה יודע שהתאוצה קבועה, תוכל לפתור אותה ללא זמן אם יש לך את המהירות הראשונית והאחרונה של האובייקט, כמו גם את כמות העקירה. השתמש בנוסחה v ^ 2 = u ^ 2 + 2 כאשר v הוא המהירות הסופית, u הוא המהירות ההתחלתית, a הוא תאוצה, ו- s הוא תזוזה. לפתור כדי למצוא תאוצה.
- כיצד אוכל לחשב מהירות?המשוואה או הנוסחה למהירות דומה לזו למהירות. כדי להבין מהירות, אתה מחלק את המרחק לפי הזמן שלוקח למרחק זה, ואז אתה מוסיף את הכיוון אליו.
- אוטובוס נוסע במרחק של 90 ק"מ תוך שעתיים ועוד 30 ק"מ בשעה אחת. מה המהירות הממוצעת של האוטובוס?המירו את המרחקים למונים ואת הזמנים שנלקחו לשניות עבור שניהם והחילו את המרחק / הזמן הפורמלי שנדרש, הוסיפו את תשובותיכם וחלקו לשניים.
- כיצד אוכל לחשב את הכוח הרגיל כשיש לי מסה של 10 ק"ג, זווית הנטייה _ = 15, אורך 10 מ 'ומקדם החיכוך הקינטי = 015?בחישוב הכוח הרגיל כאן, תזדקק רק למסה ולזווית הנטייה של משטח זה. כשאתה מציב את ציר ה- X על הרמפה של תרשים הגוף החופשי שלך, ואם הכוח היחיד הפועל על עצםך הוא 10 ק"ג הוא כוח המשיכה של כדור הארץ, ואז מסתכל על ציר ה- Y של התרשים שלך, אתה צריך לראות שכוח נורמלי זהה למרכיב Y של כוח הכבידה. בהתחשב בזווית הנתונה, אתה אמור לראות שהכוח הרגיל שווה ל- (מסה * כוח משיכה תאוצה * חטא (15)).
- האם התאוצה יכולה להפוך לאפסית?כן. אם האובייקט לא נע, או נע במהירות קבועה בקו ישר, התאוצה היא אפס.
- כיצד אוכל לחשב כוח נטו?כוח נטו הוא סכום כל הכוחות הפועלים על עצם. לדוגמא, הכוח הנקי של שני אנשים הדוחפים תיבה לאותו כיוון יהיה סכום הכוח שמפעיל כל אדם. כנ"ל לגבי שני אנשים שדוחפים זה נגד זה, אך כוח אחד יהיה שלילי.
- גוף מתחיל ממנוחה ורוכש מהירות של 10 מ 'לשנייה בשתי שניות; מה התאוצה?הנוסחה היא מהירות סופית - מהירות / זמן התחלתי. המהירות הסופית היא 10 מ 'לשנייה, מכיוון שהתנועה הסופית של הגוף כידוע היא 10 מ' לשנייה. המהירות הראשונית היא 0 מ 'לשנייה, מכיוון שהיא קובעת, "גוף מתחיל ממנוחה." 10 m / s - 0 m / s / 2 s, בסופו של דבר תקבלו 5 m / s / s.
- כוח של 18 N מופעל על בלוק בן 4 ק"ג שנמצא על משטח ישר. מצא את התאוצה. כמה מהר וכמה רחוק עבר הבלוק תוך 5 שניות?האצה: F = ma; 18 = 4 א; a = 4,5. מהירות (כמה מהר): V [סופי] = V [ראשוני] + בשעה. מכיוון שהאובייקט מתחיל במנוחה, ה- V [ראשוני] הוא אפס. V [סופי] = (4,5) (5). מהירות = 22,5 מ 'לשנייה. מרחק (כמה רחוק): D = vt; D = (22,5) (5); D = 112,5 מ '.
