Швидкість і прискорення - два основні поняття в механіці, або фізиці руху, і вони пов’язані між собою. Якщо ви вимірюєте швидкість об'єкта під час запису часу, то вимірюйте його трохи пізніше, також поки реєструючи час, ви можете знайти прискорення, яке є різницею в цих швидкостях, поділених на час інтервал. Це основна ідея, хоча в деяких проблемах, можливо, вам доведеться отримувати швидкість з інших даних.
Існує ще один спосіб обчислення прискорення на основі законів Ньютона. Згідно з першим законом, тіло залишається в стані рівномірного руху, якщо на нього не діє сила, а другий закон виражає математичну залежність між величиною сили (F) і прискорення (а) тіло масимпереживання через цю силу. Відносини єF = ма. Якщо ви знаєте величину сили, що діє на тіло, і знаєте масу тіла, ви можете відразу обчислити прискорення, яке воно відчуває.
Середнє рівняння прискорення
Подумайте про машину на шосе. Якщо ви хочете знати, як швидко він рухається, а спідометр не працює, ви вибираєте дві точки на його шляху,
х1 іх2, і ви дивитесь на годинник, коли машина проходить кожну точку. Середня швидкість автомобіля - це відстань між двома точками, поділена на час, необхідний машині, щоб проїхати обидві. Якщо час на годиннику вх1 єт1, і час вх2 єт2, швидкість автомобіля (s) є:s = \ frac {\ Delta x} {\ Delta t} = \ frac {x_2-x_1} {t_2-t_1}
Тепер припустимо, що спідометр автомобіля працює, і він фіксує дві різні швидкості в точкахх1 іх2. Оскільки швидкості різні, автомобіль повинен був прискорюватися. Прискорення визначається як зміна швидкості за певний інтервал часу. Це може бути від’ємне число, що означало б, що машина гальмувала. Якщо миттєва швидкість, записана спідометром в моментт1 єs1, і швидкість в момент часут2 єs2, прискорення (а) між точкамих1 іх2 це:
a = \ frac {\ Delta s} {\ Delta t} = \ frac {s_2-s_1} {t_2-t_1}
Це рівняння середнього прискорення говорить вам, що якщо ви вимірюєте швидкість в певний час і виміряйте його ще раз в інший час, прискорення - це зміна швидкості, поділена на час інтервал. Одиниці швидкості в системі СІ складають метри / секунду (м / с), а одиниці прискорення - метри / секунду / секунду (м / с / с), що зазвичай пишеться м / с2. В імперській системі кращими одиницями прискорення є фути / секунда / секунда або фут / с2.
Приклад: Літак пролітає 100 миль на годину відразу після зльоту, а крейсерської висоти він досягає через 30 хвилин, коли пролітає 500 миль на годину. Яким було його середнє прискорення, коли він піднімався на свою крейсерську висоту?
Ми можемо використовувати формулу прискорення, отриману вище. Різниця в швидкості (∆s) становить 400 миль / год, а час - 30 хвилин, що становить 0,5 години. Тоді прискорення
a = \ frac {400} {0,5} = 800 \ text {милі на годину} ^ 2
Другий закон Ньютона передбачає калькулятор прискорення
Рівняння, яке виражає другий закон Ньютона,F = ма, є одним з найбільш корисних у фізиці і служить формулою прискорення. Одиницею сили в системі СІ є Ньютон (N), названий на честь самого сера Ісаака. Один Ньютон - це сила, необхідна для надання 1 кілограмовій масі прискорення 1 м / с2. В імперській системі одиницею сили є фунт. Вага також вимірюється у фунтах, тому, щоб відрізнити масу від сили, одиниці сили називаються фунтами сили (lbf).
Ви можете переставити рівняння Ньютона, щоб вирішити прискорення, поділивши обидві сторони нам. Ти отримуєш:
a = \ frac {F} {м}
Використовуйте цей вираз як калькулятор прискорення, коли ви знаєте масу та величину прикладеної сили.
Приклад:Предмет масою 8 кг. відчуває силу 20 ньютонів. Яке середнє прискорення воно відчуває?
a = \ frac {F} {m} = \ frac {20} {8} = 2,5 \ text {m / s} ^ 2
Приклад: Автомобіль вагою 2000 фунтів відчуває силу в 1000 фунтів сили. Яке його прискорення?
Вага не однакова з масою, тому, щоб отримати масу автомобіля, ви повинні розділити його вагу на прискорення, обумовлене силою тяжіння, з 32 футів / с2. Відповідь - 62,5 слизняків (слизняки є одиницею маси в імперській системі). Тепер ви можете розрахувати прискорення:
a = \ frac {F} {m} = \ frac {1000} {62.5} = 16 \ text {ft / s} ^ 2