Hur man hittar acceleration och vilken acceleration som hjälper till att avgöra

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 05:42

Acceleration är ett bekant ord. Inte ingenjör, det syns oftast i nyhetsartiklar och nummer. Acceleration av utveckling, samarbete och andra sociala processer. Den ursprungliga betydelsen av detta ord är kopplad till fysiska fenomen. Hur hittar man accelerationen av en rörlig kropp, eller acceleration som en indikator på bilens kraft? Kan det ha andra betydelser?

Vad händer mellan 0 och 100 (termdefinition)

Indikator för bilens kraft anses vara tiden för dess acceleration från noll till hundratals. Men vad händer däremellan? Tänk på vår Lada Vesta med sina påstådda 11 sekunder.

En av formlerna för hur man hittar accelerationen skrivs så här:

a=(V₂ – V₁) / t

I vårt fall:

a – acceleration, m/s∙s

V1 – initial hastighet, m/s;

V2 – sluthastighet, m/s;

t – tid.

Låt oss ta data till SI-systemet, nämligen km/h vi kommer att räkna om i m/s:

100 km/h=100 000 m /3600 s=27,28 m/s.

Nu kan du hitta accelerationen av Kalina:

a=(27, 28 – 0) / 11=2,53 m/s∙s

Vad betyder dessa siffror? En acceleration på 2,53 meter per sekund per sekund indikerar att för varje sekund ökar bilens hastighet med 2,53 m/s.

När man startar från en plats (från början):

• i den första sekunden accelererar bilen till en hastighet av 2,53 m/s;
• för den andra - upp till 5,06 m/s;
• vid slutet av den tredje sekunden kommer hastigheten att vara 7,59 m/s, etc.

Vi kan alltså sammanfatta: acceleration är en ökning av hastigheten för en punkt per tidsenhet.

Newtons andra lag, det är enkelt

Så, accelerationsvärdet beräknas. Det är dags att fråga varifrån denna acceleration kommer, vad är dess primära källa. Det finns bara ett svar - styrka. Det är kraften med vilken hjulen trycker bilen framåt som gör att den accelererar. Och hur hittar man accelerationen om storleken på denna kraft är känd? Förhållandet mellan dessa två kvantiteter och massan av en materiell punkt fastställdes av Isaac Newton (detta hände inte dagen då ett äpple föll på hans huvud, då upptäckte han en annan fysisk lag).

Och denna lag är skriven så här:

F=m ∙ a, där

F – kraft, N;

m – massa, kg;

a – acceleration, m/s∙s.

Med hänvisning till produkten från den ryska bilindustrin kan du beräkna kraften med vilken hjulen trycker bilen framåt.

F=m ∙ a=1585 kg ∙ 2,53 m/s∙s=4010 N

eller 4010/9,8=409 kg∙s

Betyder det att om du inte släpper gaspedalen kommer bilen att ta fart tills den når ljudets hastighet? Självklart inte. Redan när den når en hastighet av 70 km/h (19,44 m/s) når luftmotståndet 2000 N.

Hur hittar man accelerationen vid den tidpunkt då Ladan "flyger" med sådan hastighet?

a=F / m=(F_wheels – F_resist.) / m=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 m/s∙s

Som du kan se låter formeln dig hitta både acceleration, genom att känna till den kraft med vilken motorerna verkar på mekanismen (andra krafter: vind, vattenflöde, vikt, etc.), och vice versa.

Varför du behöver veta accelerationen

Först och främst för att beräkna hastigheten för en materiell kropp vid en tidpunkt av intresse, såväl som dess plats.

Anta att vår "Lada Vesta" accelererar på månen, där det inte finns något front alt luftmotstånd på grund av dess frånvaro, då kommer dess acceleration i något skede att vara stabil. I det här fallet bestämmer vi bilens hastighet 5 sekunder efter starten.

V=V₀ + a ∙ t=0 + 2,53 ∙ 5=12,65 m/s

eller 12,62 ∙ 3600 / 1000=45,54 km/h

V₀ – starthastighet.

Och hur långt från start kommer vår månbil att vara just nu? För att göra detta är det enklaste sättet att använda den universella formeln för att bestämma koordinaterna:

x=x₀ + V₀t + (at²) / 2

x=0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 5²) / 2=31,63 m

x₀ – initialpunktkoordinat.

Detta är exakt den sträcka som Vesta kommer att hinna lämna startlinjen på 5 sekunder.

Men i själva verket, för att hitta hastigheten och accelerationen för en punkt vid en given tidpunkt, är det i själva verket nödvändigt att ta hänsyn till och beräkna många andra faktorer. Naturligtvis, om Lada Vesta träffar månen kommer det inte att ske snart, dess acceleration, förutom kraften hos den nya insprutningsmotorn, påverkas inte bara av luftmotståndet.

Vid olika hastigheter på motorn ger den en annan kraft, detta tar inte hänsyn till numret på den inkopplade växeln, vidhäftningskoefficienten för hjulen till vägen, lutningen på just denna väg, vindhastighet och mycket mer.

Vilka andra accelerationer finns

Styrka kan göra mer än att bara få kroppen att röra sig framåt i en rak linje. Till exempel får jordens tyngdkraft att månen hela tiden kröker sin flygbana på ett sådant sätt att den alltid cirklar runt oss. Finns det en kraft som verkar på månen i detta fall? Ja, det här är samma kraft som upptäcktes av Newton med hjälp av ett äpple - attraktionskraften.

Och accelerationen den ger till vår naturliga satellit kallas centripetal. Hur hittar man månens acceleration när den kretsar?

a_ц=V² / R=4π²R / T 2 ^där

a_c – centripetalacceleration, m/s∙s;

V är månens hastighet i dess bana, m/s;

R – omloppsradie, m;

T– period av månens rotation runt jorden, s.

a_c=4 π² 384 399 000 / 2360591²=0, 002723331 m /s∙s