Jei kada nors matėte kitą automobilį, kuris po raudonojo signalo pravažiavo jūsų automobilį, tuomet pajusite greitėjimo skirtumą. Pagreitis yra greitis, kuriuo keičiasi objekto judėjimo greitis. Galite apskaičiuoti pagreitį, išreikštą metrais per sekundę per sekundę, pagal laiką, per kurį objektas pakeičia greitį, arba pagal objektui daromą jėgą.
Žingsnis
1 iš 3 metodas: pagreičio apskaičiavimas iš jėgos
Žingsnis 1. Supraskite antrąjį Niutono judesio dėsnį
Antrasis Niutono judesio dėsnis teigia, kad kai objektui daroma jėga yra nesubalansuota, objektas įsibėgės. Šį pagreitį lemia atsirandanti jėga objektui, taip pat paties objekto masė. Pagreitį galima apskaičiuoti, jei žinoma objektui daroma jėga ir objekto masė.
- Niutono dėsnius galima išversti į lygtis Ftinklas = m x a, su F.tinklas Išreiškia susidariusią jėgą objektui, m objekto masę ir a objekto pagreitį.
- Naudodami metriką, naudokite šią lygtį. Naudokite kilogramą (kg) kaip masės vienetą, Niutoną (N) kaip jėgos vienetą ir metrus per sekundę kvadratu (m/s2) išreikšti pagreitį.
Žingsnis 2. Nustatykite objekto masę
Norėdami sužinoti objekto masę, galite jį pasverti ant svarstyklių ir užrašyti jo svorį gramais. Jei jūsų turimas objektas yra labai didelis, jums gali prireikti nuorodos, kad sužinotumėte jo masę. Didelių objektų svoris paprastai yra kilogramais (kg).
Norėdami tęsti skaičiavimus pagal šią lygtį, turite konvertuoti masės vienetus į kilogramus. Jei jūsų objekto masė išreikšta gramais, jums reikia tik padalyti šią vertę iš 1000, kad ją paverstų kilogramais
Žingsnis 3. Apskaičiuokite susidariusią jėgą objektui
Gauta jėga yra nesubalansuota jėga. Jei yra dvi priešingos viena kitai jėgos ir viena iš jų yra didesnė už kitą, dviejų jėgų rezultatas bus toks pat kaip didesnės jėgos kryptis. Pagreitis įvyksta, kai objektas patiria nesubalansuotą jėgą, todėl jo greitis keičiasi, kad priartėtų prie jo traukiančios ar stumiančios jėgos.
- Pavyzdžiui: tarkime, kad jūs su seserimi žaidžiate virvės traukimą. Jūs traukiate virvę į kairę 5 niutonų jėga, o jūsų brolis traukia virvę priešinga kryptimi 7 niutonų jėga. Rezultatas dėl stygos yra 2 niutonai į kairę, link jūsų brolio.
- Kad geriau suprastumėte vienetus, supraskite, kad 1 niutonas (1 N) yra lygus 1 kilogramo metrui/sekundės kvadratui (kg-m/s2).
Žingsnis 4. Pakeiskite lygtį F = ma, kad išspręstumėte pagreičio problemą
Galite pakeisti formulės tvarką, kad apskaičiuotumėte pagreitį, padaliję abi lygties puses iš masės, kad gautumėte lygtį: a = F/m. Norėdami rasti pagreitį, jums tiesiog reikia padalinti jėgą iš jį patiriančio objekto masės.
- Jėga yra tiesiogiai proporcinga pagreičiui, o tai reiškia, kad kuo didesnė objekto jėga, tuo pagreitis bus dar didesnis.
- Masė yra atvirkščiai proporcinga pagreičiui, o tai reiškia, kad kuo didesnė objekto masė, tuo mažesnis pagreitis.
Žingsnis 5. Naudokite formulę, kad išspręstumėte pagreičio problemą
Pagreitis yra lygus gautai objekto jėgai, padalytai iš jo masės. Užrašę žinomus kintamuosius, padalykite, kad surastumėte objekto pagreitį.
- Pavyzdžiui: 10 niutonų jėga veikiama ta pačia kryptimi 2 kg masės objektą. Koks pagreitis?
- a = F/m = 10/2 = 5 m/s2
2 metodas iš 3: dviejų greičių vidutinio pagreičio apskaičiavimas
1 žingsnis. Nustatykite vidutinio pagreičio lygtį
Galite apskaičiuoti vidutinį objekto pagreitį per tam tikrą laikotarpį pagal jo greitį (objekto greitį tam tikra kryptimi) prieš ir po to laiko intervalo. Norėdami jį apskaičiuoti, turite žinoti pagreičio apskaičiavimo lygtį: a = v / t kur a žymi pagreitį, v greičio pokytį ir t laiką, kurio reikia objekto greičiui pakeisti.
- Pagreičio vienetas yra metrai per sekundę per sekundę arba m/s2.
- Pagreitis yra vektorinis dydis, o tai reiškia, kad jis turi ir dydį, ir kryptį. Pagreičio dydis yra bendra suma, o jo kryptį lemia objekto judėjimo kryptis. Jei objektas sulėtėja, pagreitis bus neigiamas.
Žingsnis 2. Supraskite kintamuosius
Galite nustatyti v ir t tolesniais skaičiavimais: v = vf - vi ir t = tf - ti su vf reiškia galutinį greitį, vi pradinis greitis, tf pabaigos laikas, o ti pradinis laikas.
- Kadangi pagreitis turi kryptį, visada turėtumėte sumažinti galutinį greitį iki pradinio greičio. Jei jį pakeisite, jūsų įsibėgėjimo kryptis bus neteisinga.
- Jei uždavinyje nenurodyta kitaip, pradinis objekto judėjimo laikas paprastai yra 0 sekundžių.
Žingsnis 3. Naudokite formulę, kad surastumėte pagreitį
Pirmiausia užrašykite savo lygtį kartu su visais žinomais kintamaisiais. Lygtis yra a = v / t = (vf - vi)/(tf - ti). Galutinį greitį atimkite iš pradinio greičio, tada rezultatą padalinkite iš laiko intervalo. Rezultatas yra vidutinis objekto pagreitis per tą laiką.
- Jei galutinis objekto greitis yra mažesnis už pradinį greitį, pagreitis bus neigiamas, o tai reiškia, kad objektas lėtėja.
-
1 pavyzdys: lenktyninio automobilio greitis nuolat didėja nuo 18,5 m/s iki 46,1 m/s per 2,47 sekundės. Koks yra vidutinis pagreitis?
- Parašykite lygtį: a = v / t = (vf - vi)/(tf - ti)
- Užsirašykite žinomus kintamuosius: vf = 46, 1 m/s, vi = 18,5 m/s, tf = 2, 47 s, ti = 0 s.
- Išspręskite lygtį: a = (46, 1 - 18, 5)/2, 47 = 11, 17 metrų per sekundę2.
-
2 pavyzdys: dviratininkas sustoja 22,4 m/s greičiu po 2,55 sekundės nuspaudęs stabdį. Nustatykite lėtėjimą.
- Parašykite lygtį: a = v / t = (vf - vi)/(tf - ti)
- Užsirašykite žinomus kintamuosius: vf = 0 m/s, vi = 22,4 m/s, tf = 2,55 s, ti = 0 s.
- Išspręskite lygtį: a = (0 -22, 4)/2, 55 = -8, 78 metrai per sekundę2.
3 iš 3 metodas: dar kartą patikrinkite atsakymus
1 žingsnis. Įsibėgėjimo kryptis
Fizikos pagreičio sąvoka ne visada yra ta pati, kuri naudojama kasdieniame gyvenime. Kiekvienas pagreitis turi kryptį, paprastai pažymėtą teigiamu simboliu, jei jis kyla aukštyn arba į dešinę, arba neigiamą, jei jis nukreiptas žemyn arba į kairę. Dar kartą patikrinkite, ar jūsų atsakymas yra prasmingas, vadovaudamiesi toliau pateiktomis instrukcijomis:
| Automobilio judėjimas | Automobilio greičio keitimas | Įsibėgėjimo kryptis |
|---|---|---|
| Pasukite į dešinę (+) paspauskite dujų pedalą | + → ++ (greičiau) | teigiamas |
| Pasukite į dešinę (+) paspauskite stabdį | ++ → + (mažiau teigiamas) | neigiamas |
| Pasukite į kairę (-) paspauskite dujų pedalą | - → - (labiau neigiamas) | neigiamas |
| Pasukite į kairę (-) paspauskite stabdį | - → - (mažiau neigiamas) | teigiamas |
| Judėjimas pastoviu greičiu | lieka tas pats | pagreitis lygus nuliui |
Žingsnis 2. Stiliaus kryptis
Atminkite, kad jėga sukelia tik pagreitį „jėgos kryptimi“. Kai kurie klausimai gali jus apgauti balais, nesusijusiais su pagreičiu.
- Problemos pavyzdys: žaislinis laivas, kurio masė yra 10 kg, pagreičiu juda į šiaurę nuo 2 m/s2. Vėjas pučia laivą į vakarus 100 niutonų jėga. Koks yra laivo, skrendančio į vėją, pagreitis?
- Atsakymas: kadangi jėgos kryptis yra statmena objekto judėjimui, tai neturi jokios įtakos ta kryptimi judantiems objektams. Laivas toliau judės šiaurės link 2 m/s pagreičiu2.
Žingsnis 3. Gautas stilius
Jei objekto patiriama jėga yra daugiau nei viena, prieš apskaičiuodami pagreitį, apskaičiuokite gautą jėgą iš visų. Toliau pateikiamas dvimatės stiliaus problemos pavyzdys:
- Problemos pavyzdys: balandis traukia 400 kg konteinerį į kairę 150 niutonų jėga. Bobas stovi kairėje konteinerio pusėje ir stumia 200 niutonų jėga. Vėjas pučia į kairę 10 niutonų jėga. Koks yra konteinerio pagreitis?
- Atsakymas: aukščiau pateikti klausimai pateikia sudėtingų patarimų, kaip jus apgauti. Nubraižykite diagramą ir pamatysite 150 niutonų jėgą dešinėje, 200 niutonų kairėje ir 10 niutonų kairėje. Jei „kairė“yra teigiama, tada jėga į objektą yra 150 + 200 - 10 = 340 niutonų. Objekto pagreitis = F / m = 340 Niutonas / 400 kg = 0,85 m / s2.
