Contenuto

• passi

L'accelerazione rappresenta la velocità di variazione della velocità di un oggetto mentre si muove. Se la velocità di un oggetto rimane costante, significa che non sta accelerando. L'accelerazione si verifica solo quando la velocità dell'oggetto cambia. Se la velocità varia a un ritmo costante, diciamo che l'oggetto si muove con un'accelerazione costante. È possibile calcolare la velocità di accelerazione (in metri al secondo) in base al tempo necessario per variare da una velocità all'altra o alla risultante delle forze applicate all'oggetto.

passi

Parte 1 di 3: calcola l'accelerazione media utilizzando le velocità

1. 

   Comprendi la definizione dell'equazione. È possibile calcolare l'accelerazione media di un oggetto per un dato periodo di tempo dalla sua velocità (cioè la velocità del suo movimento in una direzione specifica) all'inizio e alla fine di quel tempo. Per questo, devi conoscere l'equazione dell'accelerazione fornita da a = Δv / Δt, Dove Il rappresenta l'accelerazione media, Δv rappresenta la variazione di velocità e At rappresenta la variazione del tempo.
   • L'unità di misura dell'accelerazione è metro al secondo quadrato (simbolo: m / s).
   • L'accelerazione è una quantità vettoriale, cioè presenta modulo e direzione. Il modulo rappresenta il valore totale dell'accelerazione, mentre la direzione ci dice l'orientamento del movimento dell'oggetto (verticale o orizzontale). Se la velocità dell'oggetto sta diminuendo, il suo valore di accelerazione sarà negativo.

2. 

   
   
   Comprendi le variabili nell'equazione. Puoi espandere i termini Δv e At nel Δv = v_f - v_io e Δt = t_f - t_io, Dove v_f rappresenta la velocità finale, v_io rappresenta la velocità iniziale, t_f rappresenta l'ora finale e t_io rappresenta l'ora di inizio.
   • Poiché l'accelerazione ha una direzione, è importante sottrarre sempre la velocità iniziale dalla velocità finale. Se modifichi l'ordine delle velocità, la direzione della tua accelerazione sarà errata.
   • L'ora di inizio è solitamente uguale a 0 (a meno che non sia indicato nella domanda).

3. 

   
   
   Applica la formula per trovare l'accelerazione. Per iniziare, scrivi l'equazione e tutte le sue variabili. L'equazione, come abbiamo visto sopra, è a = Δv / Δt = (v_f - v_io) / (t_f - t_io). Sottrai la velocità iniziale dalla velocità finale e poi dividi il risultato per l'intervallo di tempo. Il risultato della divisione sarà uguale al valore medio dell'accelerazione che l'oggetto ha subito in questo periodo di tempo.
   • Se la velocità finale è inferiore alla velocità iniziale, l'accelerazione sarà un valore negativo o la velocità di decelerazione dell'oggetto.
   • Esempio 1: un'auto da corsa accelera uniformemente da 18,5 m / sa 46,1 m / s in 2,47 secondi. Trova il valore della tua accelerazione media.
     • Scrivi l'equazione: a = Δv / Δt = (v_f - v_io) / (t_f - t_io)
     • Assegna i valori delle variabili: v_f = 46,1 m / s, v_io = 18,5 m / s, t_f = 2,47 s, t_io = 0 s.
     • Risolvi l'equazione: Il = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s.
   • Esempio 2: un motociclista viaggia a 22,4 m / se per la sua motocicletta 2,55 s dopo aver usato i freni. Trova il valore del tuo rallentamento.
     • Scrivi l'equazione: a = Δv / Δt = (v_f - v_io) / (t_f - t_io)
     • Assegna i valori delle variabili: v_f = 0 m / s, v_io = 22,4 m / s, t_f = 2,55 s, t_io = 0 s.
     • Risolvi l'equazione: Il = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s.

Parte 2 di 3: calcola l'accelerazione utilizzando la forza risultante

1. 

   
   
   Comprendere la definizione della seconda legge di Newton. La seconda legge di Newton (chiamato anche il principio fondamentale della dinamica) afferma che un oggetto accelera quando le forze che agiscono su di esso sono sbilanciate. Questa accelerazione dipende dalle forze risultanti che agiscono sull'oggetto e sulla massa dell'oggetto. Attraverso questa legge, è possibile calcolare l'accelerazione quando una forza nota agisce su un oggetto di massa nota.
   • La seconda legge di Newton può essere espresso dall'equazione F_risultante = m x a, Dove F_risultante rappresenta la forza risultante che viene applicata all'oggetto, m rappresenta la massa dell'oggetto e Il rappresenta l'accelerazione dell'oggetto.
   • Quando si utilizza questa equazione, utilizzare le unità di misura SI (Sistema internazionale di unità). Usa chilogrammo (kg) per massa, newton (N) per la forza e metro al secondo quadrato (m / s) per l'accelerazione.

2. 

   Trova la massa dell'oggetto. Per conoscere la massa dell'oggetto, utilizzare una scala (meccanica o digitale) per ottenere il valore in grammi. Se l'oggetto è molto grande, potrebbe essere necessario cercare qualche riferimento che possa fornire il valore della sua massa. Nel caso di oggetti di grandi dimensioni, è probabile che la massa sia espressa in chilogrammi (kg).
   • Per essere utilizzata in questa equazione, la massa deve essere convertita in chilogrammi. Se il valore della massa è in grammi, dividerlo per 1000 per convertirlo in chilogrammi.

3. 

   Calcola la forza risultante che agisce sull'oggetto. La forza risultante (o risultante dalle forze) è una forza che è sbilanciata. Se hai due forze in direzioni opposte che agiscono su un oggetto e una è maggiore dell'altra, avrai una forza risultante nella direzione della forza maggiore. L'accelerazione è il risultato di una forza sbilanciata che agisce su un oggetto e provoca un cambiamento nella sua velocità nella stessa direzione della forza che lo tira o lo spinge.
   • Esempio: immagina che tu e tuo fratello maggiore stiate giocando al tiro alla fune. Tiri la corda verso sinistra con una forza di 5 newton, mentre tira la fune nella direzione opposta con una forza di 7 newton. La risultante delle forze che agiscono sulla fune è 2 newton a destra (verso tuo fratello).
   • 1 newton (N) è equivalente a 1 chilogrammo per metro al secondo quadrato (kg * m / s).

4. 

   Riorganizza l'equazione F = ma per calcolare l'accelerazione. È possibile modificare la formula della seconda legge di Newton riuscire a trovare l'accelerazione; per questo, dividi i due lati dell'equazione per la massa e arriverai all'espressione a = F / m. Per calcolare il valore dell'accelerazione, dividere la forza per la massa dell'oggetto che si sta accelerando.
   • La forza è direttamente proporzionale all'accelerazione; quindi, maggiore è la forza, maggiore è l'accelerazione.
   • La massa è inversamente proporzionale all'accelerazione; quindi, maggiore è la massa, minore è l'accelerazione.

5. 

   Applica la formula per trovare l'accelerazione. L'accelerazione è uguale al quoziente della divisione della forza risultante che agisce sull'oggetto per la massa dell'oggetto. Dopo aver sostituito i valori delle variabili, risolvi la divisione semplice per arrivare al valore di accelerazione dell'oggetto.
   • Esempio: una forza di 10 newton agisce in modo uniforme su una massa di 2 kg. Calcola l'accelerazione dell'oggetto.
   • a = F / m = 10/2 = 5 m / s

Parte 3 di 3: verifica le tue conoscenze

1. Direzione di accelerazione. Il concetto fisico di accelerazione non sempre corrisponde al modo in cui viene utilizzato nella vita di tutti i giorni. Ogni accelerazione ha una direzione: in generale diciamo che è positiva se è orientata verso su o a giusto e negativo se è orientato verso Basso o a sinistra. Guarda la tabella qui sotto e verifica se la tua risoluzione ha senso:

2. 

   Direzione della forza. Ricorda: una forza causa solo l'accelerazione nella direzione in cui opera. Alcuni problemi possono fornire informazioni irrilevanti per cercare di confonderti.
   • Esempio: una barca giocattolo con una massa di 10 kg viene accelerata a 2 m / s in direzione nord. Il vento soffia verso ovest, esercitando una forza di 100 newton sul giocattolo. Calcola la nuova accelerazione nord della barca.
   • Risposta: Poiché la forza del vento è perpendicolare alla direzione del movimento, non influenzerà il movimento in quella direzione. Pertanto, la barca continuerà ad accelerare a 2 m / s in direzione nord.

3. 

   Forza risultante. Se più di una forza agisce su un oggetto, è necessario combinarle per determinare la forza risultante prima di calcolare l'accelerazione. Nelle domande che coinvolgono due dimensioni, la risoluzione sarebbe la seguente:
   • Esempio: Ana tira una scatola da 400 kg a destra con una forza di 150 newton. Carlos si trova sul lato sinistro dell'area e lo spinge con una forza di 200 newton. Il vento soffia a sinistra, esercitando una forza di 10 newton. Calcola l'accelerazione della scatola.
   • Risposta: questo problema utilizza un linguaggio complesso per cercare di confondere il lettore. Quando disegni un diagramma del problema, vedrai che le forze che agiscono sulla scatola sono 150 newton a destra, 200 newton destra e 10 newton a sinistra. Se la direzione considerata positiva è "giusta", la forza risultante sarà 150 + 200 - 10 = 340 newton. Quindi accelerazione = F / m = 340 newton / 400 kg = 0,85 m / s.