Hız ve ivme, mekanikte veya hareket fiziğinde iki temel kavramdır ve birbiriyle ilişkilidir. Zamanı kaydederken bir cismin hızını ölçerseniz, biraz sonra tekrar ölçün. zamanı kaydederken, bu hızlardaki farkın zamana bölümü olan ivmeyi bulabilirsiniz. Aralık. Temel fikir budur, ancak bazı problemlerde diğer verilerden hız elde etmeniz gerekebilir.
Newton yasalarına göre ivmeyi hesaplamanın başka bir yolu daha var. Birinci yasaya göre, bir cisim üzerine bir kuvvet etki etmedikçe düzgün hareket halinde kalır ve ikinci yasa kuvvetin büyüklüğü arasındaki matematiksel ilişkiyi ifade eder (F) ve ivme (bir) kütle kütlesimBu güç nedeniyle deneyimler. ilişkiF = anne. Bir cisme etki eden kuvvetin büyüklüğünü ve cismin kütlesini biliyorsanız, yaşadığı ivmeyi hemen hesaplayabilirsiniz.
Ortalama İvme Denklemi
Otoyolda bir araba düşünün. Ne kadar hızlı gittiğini bilmek istiyorsanız ve hız göstergesi çalışmıyorsa, yolunda iki nokta seçersiniz,x1 vex2, ve araba her noktadan geçerken saatinize bakıyorsunuz. Arabanın ortalama hızı, iki nokta arasındaki mesafenin, arabanın her ikisini de geçmesi için geçen süreye bölümüdür. Saatin üzerindeki saat ise
x1 dır-dirt1, ve saatx2 dır-dirt2, arabanın hızı (s) dır-dir:s=\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{x_2-x_1}{t_2-t_1}
Şimdi, arabanın hız göstergesinin çalıştığını ve noktalarda iki farklı hız kaydettiğini varsayalım.x1 vex2. Hızlar farklı olduğu için araba hızlanıyor olmalıydı. Hızlanma, belirli bir zaman aralığında hızın değişmesi olarak tanımlanır. Negatif bir sayı olabilir, bu da arabanın yavaşladığı anlamına gelir. Zamanında hız göstergesi tarafından kaydedilen anlık hızt1 dır-dirs1ve zamandaki hızt2 dır-dirs2, ivme (bir) noktalar arasındax1 vex2 dır-dir:
a=\frac{\Delta s}{\Delta t}=\frac{s_2-s_1}{t_2-t_1}
Bu ortalama ivme denklemleri, hızı belirli bir zamanda ölçerseniz ve başka bir zamanda tekrar ölçün, ivme, hızın zamana bölünmesiyle elde edilen değişimdir. Aralık. SI sistemindeki hız birimleri metre/saniye (m/s) ve ivme birimleri metre/saniye/saniyedir (m/s/s) ve genellikle m/s ile yazılır.2. İngiliz sisteminde, tercih edilen hızlanma birimleri fit/saniye/saniye veya fit/sn'dir.2.
Misal: Bir uçak, kalkıştan hemen sonra saatte 100 mil hızla uçuyor ve saatte 500 mil uçarken, seyir irtifasına 30 dakika sonra ulaşıyor. Seyir irtifasına tırmanırken ortalama ivmesi neydi?
Yukarıda türetilen ivme formülünü kullanabiliriz. Hız farkı (∆s) 400 mil ve süre 30 dakika, yani 0,5 saat. Hızlanma daha sonra
a=\frac{400}{0.5}=800\text{ saat başına mil}^2
Newton'un İkinci Yasası Bir İvme Hesaplayıcı Sağlar
Newton'un ikinci yasasını ifade eden denklem,F = anne, fizikte en kullanışlı olanlardan biridir ve bir ivme formülü olarak hizmet eder. SI sistemindeki kuvvet birimi, adını Sir Isaac'in kendisinden alan Newton'dur (N). Bir Newton, 1 kilogramlık bir kütleye 1 m/s ivme kazandırmak için gereken kuvvettir.2. İmparatorluk sisteminde kuvvet birimi pound'dur. Ağırlık da pound cinsinden ölçülür, bu nedenle kütleyi kuvvetten ayırt etmek için kuvvet birimlerine pound-kuvvet (lbf) denir.
Newton'un denklemini, ivmeyi çözmek için her iki tarafı da 2'ye bölerek yeniden düzenleyebilirsiniz.m. Şunları elde edersiniz:
a=\frac{F}{m}
Uygulanan kuvvetin kütlesini ve büyüklüğünü bildiğinizde bu ifadeyi bir ivme hesaplayıcısı olarak kullanın.
Misal:Kütlesi 8 kg olan bir cisim. 20 Newtonluk bir kuvvete maruz kalır. Ortalama hangi ivmeyi yaşar?
a=\frac{F}{m}=\frac{20}{8}=2,5\metin{ m/s}^2
Misal: 2.000 poundluk bir araba, 1000 poundluk bir kuvvete maruz kalıyor. Hızlanması nedir?
Ağırlık kütle ile aynı değildir, bu nedenle arabanın kütlesini bulmak için ağırlığını 32 ft/sn olan yerçekimi ivmesine bölmeniz gerekir.2. Cevap 62,5 sümüklü böcek (sümüklü böcek, emperyal sistemdeki kütle birimidir). Şimdi ivmeyi hesaplayabilirsiniz:
a=\frac{F}{m}=\frac{1000}{62.5}=16\text{ ft/s}^2