სიჩქარე და დაჩქარება ორი ფუნდამენტური ცნებაა მექანიკაში, ან მოძრაობის ფიზიკაში, და ისინი ერთმანეთთან არიან დაკავშირებული. თუ დროის ჩაწერის დროს გაზომავთ ობიექტის სიჩქარეს, შემდეგ კვლავ გაზომეთ ცოტა მოგვიანებით, ასევე, სანამ დროის ჩაწერა, შეგიძლიათ იპოვოთ აჩქარება, რაც არის განსხვავება დროში გაყოფილი დროზე ინტერვალი ეს არის ძირითადი იდეა, თუმცა ზოგიერთ პრობლემას შეიძლება სიჩქარის სხვა მონაცემებიდან მოყვანა მოგიწიოთ.
ნიუტონის კანონების საფუძველზე დაჩქარების გამოთვლის კიდევ ერთი გზა არსებობს. პირველი კანონის თანახმად, სხეული რჩება ერთიანი მოძრაობის მდგომარეობაში, თუ მასზე არ მოქმედებს ძალა, ხოლო მეორე კანონი გამოხატავს მათემატიკურ კავშირს ძალის სიდიდეს შორის (ვ) და აჩქარება (ა) მასის სხეულიმგამოცდილებას ამ ძალის გამო. ურთიერთობა არისვ = მა. თუ იცით სხეულზე მოქმედი ძალის სიდიდე და იცით სხეულის მასა, დაუყოვნებლივ შეგიძლიათ გამოთვალოთ ის აჩქარება.
საშუალო აჩქარების განტოლება
გაიხსენეთ მანქანა მაგისტრალზე. თუ გსურთ იცოდეთ რამდენად სწრაფად მიდის ეს სიჩქარე და სიჩქარე არ მუშაობს, მის გზაზე აირჩევთ ორ წერტილს,
x1 დაx2, და საათს უყურებ, როდესაც მანქანა თითოეულ წერტილს გადის. ავტომობილის საშუალო სიჩქარე არის მანძილი ორ წერტილს შორის გაყოფილი დროის გასასვლელად, რაც მანქანამ უნდა გაიაროს. თუ საათის დროაx1 არისტ1, და დროx2 არისტ2, მანქანის სიჩქარე (ს) არის:s = \ frac {\ Delta x} {\ Delta t} = \ frac {x_2-x_1} {t_2-t_1}
ახლა ჩათვალეთ, რომ მანქანის სიჩქარე მუშაობს და ის წერტილებზე ორ განსხვავებულ სიჩქარეს აფიქსირებსx1 დაx2. რადგან სიჩქარე განსხვავებულია, მანქანა უნდა აჩქარებულიყო. აჩქარება განისაზღვრება, როგორც სიჩქარის ცვლილება კონკრეტული დროის ინტერვალის განმავლობაში. ეს შეიძლება იყოს უარყოფითი რიცხვი, რაც ნიშნავს, რომ მანქანა შენელდა. თუ მომენტალური სიჩქარე, როგორც ამას სიჩქარემეტრი აფიქსირებს დროსტ1 არისს1და სიჩქარე დროულადტ2 არისს2, აჩქარება (ა) წერტილებს შორისx1 დაx2 არის:
a = \ frac {\ Delta s} {\ Delta t} = \ frac {s_2-s_1} {t_2-t_1}
ეს საშუალო აჩქარების განტოლებები გეუბნებათ, რომ თუ სიჩქარეს გაზომავთ გარკვეულ დროს და გაზომეთ იგი სხვა დროს, აჩქარება არის სიჩქარის ცვლილება გაყოფილი დროზე ინტერვალი სიჩქარის ერთეულები SI სისტემაში არის მეტრი / წამში (მ / წმ), ხოლო აჩქარების ერთეულებია მეტრი / წამში / წამში (მ / წმ / წმ), რომელიც ჩვეულებრივ იწერება მ / წმ2. საიმპერატორო სისტემაში აჩქარების სასურველი ერთეულია ფუტი / წამი / წამში ან ft / s2.
მაგალითი: თვითმფრინავი აფრენისთანავე მიფრინავს საათში 100 კილომეტრზე, ხოლო კრუიზის სიმაღლეზე აღწევს 30 წუთის შემდეგ, როდესაც იგი საათში 500 მილი მიფრინავს. რა იყო მისი საშუალო აჩქარება, როდესაც იგი კრუიზის სიმაღლეზე ავიდა?
ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ზემოთ მიღებული აჩქარების ფორმულა. განსხვავება სიჩქარეში (ს) არის 400 მილი / სთ, ხოლო დრო 30 წუთია, რაც 0,5 საათია. აჩქარება მაშინ
a = \ frac {400} {0.5} = 800 \ ტექსტი {მილი საათში} ^ 2
ნიუტონის მეორე კანონი უზრუნველყოფს აჩქარების კალკულატორს
განტოლება, რომელიც გამოხატავს ნიუტონის მეორე კანონს,ვ = მა, არის ერთ-ერთი ყველაზე სასარგებლო ფიზიკაში და ემსახურება აჩქარების ფორმულას. ძალის ერთეული SI სისტემაში არის ნიუტონი (N), რომელსაც თვით სერ ისააკის სახელი მიენიჭა. ერთი ნიუტონი არის ძალა, რომელიც საჭიროა 1 კილოგრამი მასის 1 მ / წმ აჩქარების მისაცემად2. საიმპერატორო სისტემაში ძალის ერთეული არის ფუნტი. წონა ასევე იზომება ფუნტებში, ამიტომ მასის ძალისგან განსასხვავებლად, ძალის ერთეულებს უწოდებენ ფუნტის ძალას (lbf).
შეგიძლიათ გადააადგილოთ ნიუტონის განტოლება აჩქარების გადასაჭრელად, რომ ორივე მხარე გაყოთმ. თქვენ მიიღებთ:
a = \ frac {F} {m}
გამოიყენეთ ეს გამონათქვამი აჩქარების კალკულატორად, როდესაც იცით მასა და გამოყენებული ძალის სიდიდე.
მაგალითი:ობიექტი 8 კგ მასით. განიცდის 20 ნიუტონის ძალას. რა საშუალო აჩქარებას განიცდის?
a = \ frac {F} {m} = \ frac {20} {8} = 2.5 \ ტექსტი {m / s} ^ 2
მაგალითი: 2000 ფუნტიანი მანქანა განიცდის 1000 ფუნტის ძალას. რა არის მისი აჩქარება?
წონა არ არის იგივე, რაც მასა, ასე რომ, მანქანის მასის მისაღებად მისი წონა უნდა დაყოთ სიმძიმის გამო აჩქარებაზე, არის 32 ფუტი / წმ2. პასუხია 62,5 slugs (slugs არის ერთეული მასის იმპერიულ სისტემაში). ახლა თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ აჩქარება:
a = \ frac {F} {m} = \ frac {1000} {62.5} = 16 \ ტექსტი {ft / s} ^ 2