Եթե դուք երբևէ տեսել եք մեկ այլ մեքենայի, որը կարմիր լույսից հետո անցնում է ձեր մեքենայով, ապա դուք առաջին ձեռքից եք զգացել արագացման տարբերությունը: Արագացումը այն արագությունն է, որով օբյեկտի արագությունը փոխվում է շարժման ընթացքում: Դուք կարող եք հաշվարկել արագությունը ՝ արտահայտված մետր վայրկյանում վայրկյանում ՝ ելնելով այն ժամանակից, երբ օբյեկտը պահանջում է իր արագությունը փոխելու կամ օբյեկտի վրա գործադրվող ուժի հիման վրա:
Քայլ
Մեթոդ 1 -ից 3 -ը ՝ ուժից արագացման հաշվարկ
Քայլ 1. Հասկացեք Նյուտոնի երկրորդ շարժման օրենքը:
Նյուտոնի երկրորդ շարժման օրենքն ասում է, որ երբ օբյեկտի վրա գործադրվող ուժը անհավասարակշիռ է, այն արագանում է: Այս արագացումը որոշվում է օբյեկտի վրա ստացվող ուժով, ինչպես նաև բուն օբյեկտի զանգվածով: Արագացումը կարող է հաշվարկվել, եթե հայտնի են օբյեկտի վրա գործադրվող ուժը և օբյեկտի զանգվածը:
- Նյուտոնի օրենքները կարելի է վերածել հավասարումների Ֆցանց = մ x ա, Ֆցանց Արտահայտում է արդյունքի ուժը օբյեկտի վրա, m օբյեկտի զանգվածը և a արագացումը օբյեկտի վրա:
- Այս հավասարումը օգտագործելիս օգտագործեք մետրային միավորներ: Օգտագործեք կիլոգրամը (կգ) որպես զանգվածի միավոր, Նյուտոնը (N) որպես ուժի միավոր և մետրը վայրկյանում քառակուսի (մ/վ)2) արագացում արտահայտելու համար:
Քայլ 2. Որոշեք օբյեկտի զանգվածը:
Օբյեկտի զանգվածը պարզելու համար կարող եք այն կշռել հավասարակշռության վրա և դրա քաշը գրամերով գրանցել: Եթե ձեր ունեցած օբյեկտը շատ մեծ է, ապա դրա զանգվածը պարզելու համար կարող է անհրաժեշտ լինել տեղեկանք: Մեծ օբյեկտները սովորաբար կշռում են կիլոգրամներով (կգ):
Դուք պետք է զանգվածի միավորները վերածեք կիլոգրամների ՝ այս հավասարմամբ հաշվարկները շարունակելու համար: Եթե ձեր օբյեկտի զանգվածն արտահայտված է գրամներով, ապա այդ արժեքը պետք է բաժանել 1000 -ի ՝ այն կիլոգրամի փոխարկելու համար:
Քայլ 3. Հաշվիր արդյունքի ուժը օբյեկտի վրա:
Արդյունքում առաջացած ուժը անհավասարակշիռ ուժ է: Եթե կան երկու ուժեր, որոնք միմյանց հակառակ են, և դրանցից մեկը մյուսից մեծ է, երկու ուժերի արդյունքը կլինի նույնը, ինչ ավելի մեծ ուժի ուղղությունը: Արագացումը տեղի է ունենում, երբ օբյեկտը զգում է անհավասարակշիռ ուժ, այնպես որ նրա արագությունը փոխվում է ՝ մոտենալով այն ուժին, որը ձգում կամ հրում է այն:
- Օրինակ ՝ ենթադրենք, դու և քո քույրը լարախաղաց են խաղում: Դուք պարան եք ձգում ձախ ՝ 5 Նյուտոն ուժով, մինչդեռ ձեր եղբայրը պարանը ձգում է հակառակ ուղղությամբ ՝ 7 Նյուտոն ուժով: Լարի վրա ստացված ուժը 2 նյուտոն է ձախ ՝ ձեր եղբոր նկատմամբ:
- Միավորներն ավելի լավ հասկանալու համար հասկացեք, որ 1 Նյուտոնը (1 Ն) հավասար է 1 կիլոգրամ մ/վրկ քառակուսի (կգ-մ/վրկ)2).
Քայլ 4. Փոխեք F = ma հավասարումը `արագացման խնդիրը լուծելու համար:
Դուք կարող եք փոխել բանաձևի կարգը արագությունը հաշվարկելու համար ՝ հավասարման երկու կողմերը բաժանելով զանգվածի, այնպես որ կստանաք հավասարումը ՝ a = F/m: Արագացում գտնելու համար պարզապես պետք է ուժը բաժանել այն զգացող օբյեկտի զանգվածի վրա:
- Ուժը ուղիղ համեմատական է արագացմանը, ինչը նշանակում է, որ ինչքան մեծ լինի օբյեկտի ուժը, այնքան ավելի մեծ կլինի արագացումը:
- Massանգվածը հակադարձ համեմատական է արագացմանը, ինչը նշանակում է, որ ինչքան զանգված ունենա առարկան, այնքան քիչ արագացում կունենա:
Քայլ 5. Օգտագործեք բանաձևը արագացման խնդիրը լուծելու համար:
Արագացումը հավասար է այն արդյունքի ուժին, որը տեղի է ունենում օբյեկտի վրա ՝ բաժանված նրա զանգվածով: Հայտնի փոփոխականները գրի առնելուց հետո կատարեք բաժանումը ՝ գտնելու օբյեկտի արագացումը:
- Օրինակ ՝ 10 կիլոգրամ զանգված ունեցող օբյեկտի վրա նույն ուղղությամբ գործադրվում է 10 Նյուտոն ուժ: Ո՞րն է արագացումը:
- a = F/m = 10/2 = 5 մ/վ2
Մեթոդ 2 -ից 3 -ը ՝ Երկու արագության միջին արագացման հաշվարկ
Քայլ 1. Որոշեք միջին արագացման հավասարումը:
Դուք կարող եք հաշվարկել օբյեկտի միջին արագացումը որոշակի ժամանակահատվածում `ելնելով դրա արագությունից (որոշակի ուղղությամբ օբյեկտի արագությունը), այդ ժամանակաշրջանից առաջ և հետո: Այն հաշվարկելու համար հարկավոր է իմանալ արագացման հաշվարկման հավասարումը. a = v / t որտեղ a- ն ներկայացնում է արագացումը, v արագության փոփոխությունը և t ժամանակը, որը տևում է օբյեկտի արագությունը փոխելու համար:
- Արագացման միավորը վայրկյանում մետր է, կամ մ/վ2.
- Արագացումը վեկտորային մեծություն է, ինչը նշանակում է, որ այն ունի և մեծություն, և ուղղություն: Արագացման մեծությունը ընդհանուր գումարն է, մինչդեռ դրա ուղղությունը որոշվում է այն ուղղությամբ, որով շարժվում է օբյեկտը: Եթե օբյեկտը դանդաղեցնի, ապա արագացումը բացասական կլինի:
Քայլ 2. Հասկացեք փոփոխականները:
Դուք կարող եք որոշել v- ն և t- ն լրացուցիչ հաշվարկներով `v = vզ - vես և t = tզ - տես հետ vզ ներկայացնում է վերջնական արագությունը, vես սկզբնական արագությունը, տզ ավարտի ժամանակը, և tես սկզբնական ժամանակը:
- Քանի որ արագացումն ունի ուղղություն, դուք միշտ պետք է վերջնական արագությունը հասցնեք սկզբնական արագության: Եթե այն հակադարձես, ապա ստացված արագացման ուղղությունը սխալ կլինի:
- Եթե խնդրում այլ բան նշված չէ, օբյեկտի շարժման սկզբնական ժամանակը սովորաբար 0 վայրկյան է:
Քայլ 3. Օգտագործեք բանաձևը ՝ արագացումը գտնելու համար:
Նախ, գրեք ձեր հավասարումը ՝ բոլոր հայտնի փոփոխականների հետ միասին: Հավասարումը a = v / t = (vզ - vես)/(տզ - տես): Վերջնական արագությունը հանեք սկզբնական արագությամբ, այնուհետև արդյունքը բաժանեք ժամանակի միջակայքում: Արդյունքը օբյեկտի միջին արագացումն է այդ ժամանակահատվածում:
- Եթե օբյեկտի վերջնական արագությունը փոքր է իր սկզբնական արագությունից, ապա արագացումը բացասական կլինի, այսինքն ՝ առարկան դանդաղում է:
-
Օրինակ 1. Մրցարշավի մեքենայի արագությունը անընդհատ աճում է 18.5 մ/վ -ից մինչև 46.1 մ/վ 2,47 վայրկյանում: Որքա՞ն է միջին արագացումը:
- Գրիր հավասարումը ՝ a = v / t = (vզ - vես)/(տզ - տես)
- Գրի՛ր հայտնի փոփոխականները ՝ vզ = 46, 1 մ/վ, vես = 18.5 մ/վ, տզ = 2, 47 վ, տես = 0 վ
- Լուծիր հավասարումը ՝ a = (46, 1 - 18, 5)/2, 47 = 11, 17 մետր/վայրկյան2.
-
Օրինակ 2. հեծանվորդը կանգ է առնում 22.4 մ/վ արագության վրա ՝ արգելակը սեղմելուց 2,55 վայրկյան հետո: Որոշեք դանդաղեցումը:
- Գրիր հավասարումը ՝ a = v / t = (vզ - vես)/(տզ - տես)
- Գրի՛ր հայտնի փոփոխականները ՝ vզ = 0 մ/վ, vես = 22.4 մ/վ, տզ = 2,55 վ, տես = 0 վ
- Լուծի՛ր հավասարումը ՝ a = (0 -22, 4)/2, 55 = -8, 78 մետր/վայրկյան2.
Մեթոդ 3 -ից 3 -ը ՝ Պատասխանների վերստուգում
Քայլ 1. Արագացման ուղղություն:
Ֆիզիկայում արագացման հասկացությունը միշտ չէ, որ նույնն է, ինչ օգտագործվում է առօրյա կյանքում: Յուրաքանչյուր արագացում ունի ուղղություն, որը սովորաբար նշվում է դրական խորհրդանիշով, եթե այն բարձրանում է դեպի աջ կամ բացասական, եթե այն ուղղվում է ներքև կամ ձախ: Կրկնակի ստուգեք, արդյոք ձեր պատասխանը իմաստ ունի ՝ հիմնվելով ստորև բերված հրահանգների վրա.
| Ավտոմեքենայի շարժում | Մեքենայի արագության փոփոխություն | Արագացման ուղղություն |
|---|---|---|
| Տեղափոխվեք աջ (+) սեղմեք գազի ոտնակը | + → ++ (ավելի արագ) | դրական |
| Տեղափոխեք աջ (+) սեղմեք արգելակ | ++ → + (պակաս դրական) | բացասական |
| Տեղափոխեք ձախ (-) սեղմեք գազի ոտնակը | - → - (ավելի բացասական) | բացասական |
| Տեղափոխեք ձախ (-) սեղմեք արգելակը | - → - (ավելի քիչ բացասական) | դրական |
| Շարժվում է հաստատուն արագությամբ | մնում է նույնը | արագացումը զրո է |
Քայլ 2. Ոճի ուղղություն:
Հիշեք, որ ուժը միայն արագացում է առաջացնում «ուժի ուղղությամբ»: Որոշ հարցեր կարող են ձեզ խաբել միավորների հետ, որոնք կապված չեն արագացման հետ:
- Օրինակ ՝ խնդիր. 10 կգ զանգված ունեցող խաղալիք նավը 2 մ/վ արագությամբ շարժվում է դեպի հյուսիս2. Քամին նավը փչում է դեպի արևմուտք 100 Նյուտոն ուժով: Որքա՞ն է քամու հարվածից հյուսիս ուղևորվող նավի արագացումը:
- Պատասխան. Քանի որ ուժի ուղղությունը ուղղահայաց է առարկայի շարժմանը, այն չի ազդում այդ ուղղությամբ շարժվող առարկաների վրա: Նավը կշարունակի շարժվել դեպի հյուսիս ՝ 2 մ/վ արագությամբ2.
Քայլ 3. Արդյունք ոճ
Եթե օբյեկտի կողմից ուժը մեկից ավելի է, ապա հաշվարկեք դրանցից ստացված ուժը բոլոր արագացումից առաջ: Ստորև բերված է երկչափ ոճի խնդրի օրինակ.
- Խնդիրի օրինակ. Ապրիլը 400 կգ բեռնարկղ է քաշում ձախ ՝ 150 նյուտոն ուժով: Բոբը կանգնած է տարայի ձախ կողմում և հրում է 200 Նյուտոն ուժով: Քամին 10 նյուտոն ուժգնությամբ փչում է ձախ: Ո՞րն է տարայի արագացումը:
- Պատասխան. Վերը նշված հարցերը տալիս են բարդ հուշումներ `ձեզ խաբելու համար: Գծեք դիագրամ և կտեսնեք 150 Նյուտոն ուժ դեպի աջ, 200 Նյուտոն դեպի ձախ, և 10 Նյուտոն դեպի ձախ: Եթե «ձախ» -ը դրական է, ապա օբյեկտի վրա ստացված ուժը 150 + 200 - 10 = 340 Նյուտոն է: Օբյեկտի արագացում = F / մ = 340 Նյուտոն / 400 կգ = 0.85 մ / վ2.
