Pojęcie ruchu prostoliniowego jednostajnie przyspieszonego. Przyśpieszenie

Przemieszczenie (w kinematyce) to zmiana położenia ciała fizycznego w przestrzeni względem wybranego układu odniesienia. Wektor charakteryzujący tę zmianę nazywany jest również przemieszczeniem. Ma właściwość addytywności.

Prędkość (często oznaczana z angielskiego prędkości lub francuskiego vitesse) to wektorowa wielkość fizyczna, która charakteryzuje szybkość i kierunek ruchu punktu materialnego w przestrzeni względem wybranego układu odniesienia (na przykład prędkość kątowa).

Przyspieszenie (zwykle oznaczane w mechanice teoretycznej) jest pochodną prędkości po czasie, wielkością wektorową pokazującą, jak bardzo zmienia się wektor prędkości punktu (ciała) podczas jego ruchu w jednostce czasu (tj. przyspieszenie uwzględnia nie tylko zmianę w wielkości prędkości, ale także w jej kierunkach).

Przyspieszenie styczne (styczne).– jest to składowa wektora przyspieszenia skierowana wzdłuż stycznej do trajektorii w danym punkcie trajektorii ruchu. Przyspieszenie styczne charakteryzuje zmianę prędkości modulo podczas ruchu krzywoliniowego.

Ryż. 1.10. Przyspieszenie styczne.

Kierunek stycznego wektora przyspieszenia τ (patrz rys. 1.10) pokrywa się z kierunkiem prędkości liniowej lub jest do niego przeciwny. Oznacza to, że styczny wektor przyspieszenia leży na tej samej osi co styczny okręg, który jest trajektorią ciała.

Normalne przyspieszenie

Normalne przyspieszenie jest składową wektora przyspieszenia skierowaną wzdłuż normalnej do trajektorii ruchu w danym punkcie trajektorii ciała. Oznacza to, że normalny wektor przyspieszenia jest prostopadły do ​​liniowej prędkości ruchu (patrz ryc. 1.10). Przyspieszenie normalne charakteryzuje zmianę prędkości w kierunku i jest oznaczone literą n. Wektor przyspieszenia normalnego jest skierowany wzdłuż promienia krzywizny trajektorii.

Pełne przyspieszenie

Pełne przyspieszenie w ruchu krzywoliniowym składa się z przyspieszeń stycznych i normalnych zgodnie z zasadą dodawania wektorów i jest określony wzorem:

(zgodnie z twierdzeniem Pitagorasa dla prostokąta).

Kierunek całkowitego przyspieszenia wyznacza również zasada dodawania wektorów:

Siła. Waga. Prawa Newtona.

Siła jest wektorową wielkością fizyczną, która jest miarą intensywności oddziaływania innych ciał, a także pól na dane ciało. Siła przyłożona do masywnego ciała powoduje zmianę jego prędkości lub wystąpienie w nim odkształceń.

Masa (z greckiego μάζα) to skalarna wielkość fizyczna, jedna z najważniejszych wielkości w fizyce. Początkowo (XVII-XIX w.) charakteryzowała „ilość materii” w obiekcie fizycznym, od której, według ówczesnych wyobrażeń, zależała zarówno zdolność obiektu do przeciwstawienia się przyłożonej sile (bezwładność), jak i właściwości grawitacyjne – masa. Ściśle powiązany z pojęciami „energia” i „pęd” (według współczesnych koncepcji masa jest równoważna energii spoczynkowej).

Pierwsze prawo Newtona

Istnieją takie układy odniesienia, zwane inercjalnymi, względem których punkt materialny, przy braku wpływów zewnętrznych, zachowuje wielkość i kierunek swojej prędkości w nieskończoność.

Drugie prawo Newtona

W inercjalnym układzie odniesienia przyspieszenie, jakie otrzymuje punkt materialny, jest wprost proporcjonalne do wypadkowej wszystkich sił przyłożonych do niego i odwrotnie proporcjonalne do jego masy.

Trzecie prawo Newtona

Punkty materialne działają na siebie parami z siłami o tym samym charakterze, skierowanymi wzdłuż linii prostej łączącej te punkty, jednakowej co do wielkości i przeciwnej w kierunku:

Puls. Prawo zachowania pędu. Uderzenia elastyczne i niesprężyste.

Impuls (ilość ruchu) jest wektorową wielkością fizyczną, która charakteryzuje miarę mechanicznego ruchu ciała. W mechanice klasycznej pęd ciała jest równy iloczynowi masy m tego ciała i jego prędkości v, kierunek pędu pokrywa się z kierunkiem wektora prędkości:

Prawo zachowania pędu (Prawo zachowania pędu) stwierdza, że ​​suma wektorów pędu wszystkich ciał (lub cząstek) układu zamkniętego jest wartością stałą.

W mechanice klasycznej prawo zachowania pędu wyprowadza się zwykle z praw Newtona. Z praw Newtona można wykazać, że poruszając się w pustej przestrzeni pęd jest zachowany w czasie, a w obecności interakcji szybkość jego zmiany zależy od sumy przyłożonych sił.

Jak każde z podstawowych praw zachowania, prawo zachowania pędu opisuje jedną z podstawowych symetrii - jednorodność przestrzeni.

Absolutnie nieelastyczny wpływ Nazywają to interakcją uderzeniową, podczas której ciała łączą się (sklejają) ze sobą i poruszają się jako jedno ciało.

W zderzeniu całkowicie niesprężystym energia mechaniczna nie jest zachowywana. Częściowo lub całkowicie zamienia się w energię wewnętrzną ciał (ogrzewanie).

Absolutnie elastyczne uderzenie zwane zderzeniem, w którym zachowana jest energia mechaniczna układu ciał.

W wielu przypadkach zderzenia atomów, cząsteczek i cząstek elementarnych podlegają prawom uderzenia absolutnie sprężystego.

Przy absolutnie sprężystym uderzeniu, wraz z zasadą zachowania pędu, spełnione jest prawo zachowania energii mechanicznej.

4. Rodzaje energii mechanicznej. Stanowisko. Moc. Prawo zachowania energii.

W mechanice istnieją dwa rodzaje energii: kinetyczna i potencjalna.

Energia kinetyczna jest energią mechaniczną dowolnego swobodnie poruszającego się ciała i jest mierzona pracą, jaką ciało może wykonać, gdy zwalnia aż do całkowitego zatrzymania.

Zatem energia kinetyczna ciała poruszającego się translacyjnie jest równa połowie iloczynu masy tego ciała przez kwadrat jego prędkości:

Energia potencjalna to energia mechaniczna układu ciał, określona przez ich względne położenie i charakter sił interakcji między nimi. Liczbowo energia potencjalna układu w danym położeniu jest równa pracy, jaką wykonają siły działające na układ podczas przemieszczania układu z tego położenia do takiego, w którym umownie przyjmuje się, że energia potencjalna wynosi zero (E n = 0). Pojęcie „energii potencjalnej” dotyczy wyłącznie układów konserwatywnych, tj. układy, w których praca działających sił zależy jedynie od położenia początkowego i końcowego układu.

Zatem dla ładunku o masie P podniesionego na wysokość h energia potencjalna będzie równa E n = Ph (E n = 0 przy h = 0); dla obciążenia przymocowanego do sprężyny, E n = kΔl 2 / 2, gdzie Δl jest wydłużeniem (ściskaniem) sprężyny, k jest jej współczynnikiem sztywności (E n = 0 przy l = 0); dla dwóch cząstek o masach m 1 i m 2, przyciąganych zgodnie z prawem powszechnego ciążenia, , gdzie γ jest stałą grawitacji, r jest odległością pomiędzy cząstkami (E n = 0 przy r → ∞).

Termin „praca” w mechanice ma dwa znaczenia: praca jako proces, w którym siła porusza ciało, działające pod kątem innym niż 90°; praca jest wielkością fizyczną równą iloczynowi siły, przemieszczenia i cosinusa kąta między kierunkiem siły a przemieszczeniem:

Praca wynosi zero, gdy ciało porusza się na zasadzie bezwładności (F = 0), gdy nie ma ruchu (s = 0) lub gdy kąt między ruchem a siłą wynosi 90° (cos a = 0). Jednostką pracy w układzie SI jest dżul (J).

1 dżul to praca wykonana przez siłę 1 N, gdy ciało przesunie się o 1 m wzdłuż linii działania tej siły. Aby określić prędkość pracy, wprowadza się wartość „moc”.

Moc jest wielkością fizyczną równą stosunkowi pracy wykonanej w określonym czasie do tego okresu.

Wyróżnia się moc średnią w okresie czasu:

i moc chwilowa w zadanym czasie:

Ponieważ praca jest miarą zmiany energii, moc można również zdefiniować jako szybkość zmiany energii układu.

Jednostką mocy w układzie SI jest wat, równy jednemu dżulowi podzielonemu przez sekundę.

Prawo zachowania energii jest podstawowym prawem natury, ustalonym empirycznie, które stwierdza, że ​​dla izolowanego układu fizycznego można wprowadzić skalarną wielkość fizyczną, będącą funkcją parametrów układu i zwaną energią, która jest zachowywana przez czas. Ponieważ prawo zachowania energii nie dotyczy konkretnych wielkości i zjawisk, ale odzwierciedla ogólny wzór, który ma zastosowanie wszędzie i zawsze, można je nazwać nie prawem, ale zasadą zachowania energii.

Przyśpieszenie jest wielkością charakteryzującą szybkość zmiany prędkości.

Na przykład, gdy samochód zaczyna się poruszać, zwiększa swoją prędkość, czyli porusza się szybciej. Na początku jego prędkość wynosi zero. Poruszając się, samochód stopniowo przyspiesza do określonej prędkości. Jeśli po drodze zapali się czerwone światło, samochód się zatrzyma. Ale nie zatrzyma się to natychmiast, ale z czasem. Oznacza to, że jego prędkość spadnie do zera - samochód będzie jechał powoli, aż do całkowitego zatrzymania. Jednak w fizyce nie ma terminu „spowolnienie”. Jeśli ciało porusza się, zmniejszając swoją prędkość, to będzie to również przyspieszenie ciała, tylko ze znakiem minus (jak pamiętacie, prędkość jest wielkością wektorową).

> jest stosunkiem zmiany prędkości do okresu czasu, w którym ta zmiana nastąpiła. Średnie przyspieszenie można wyznaczyć ze wzoru:

Ryż. 1.8. Średnie przyspieszenie. W SI jednostka przyspieszenia– wynosi 1 metr na sekundę na sekundę (lub metr na sekundę do kwadratu).

Metr na sekundę do kwadratu równa się przyspieszeniu punktu poruszającego się prostoliniowo, przy którym prędkość tego punktu wzrasta o 1 m/s w ciągu jednej sekundy. Innymi słowy, przyspieszenie określa, o ile zmienia się prędkość ciała w ciągu jednej sekundy. Na przykład, jeśli przyspieszenie wynosi 5 m/s2, oznacza to, że prędkość ciała wzrasta o 5 m/s co sekundę.

Chwilowe przyspieszenie ciała (punkt materialny) w danym momencie czasu jest wielkością fizyczną równą granicy, do której dąży średnie przyspieszenie w miarę zbliżania się przedziału czasu do zera. Innymi słowy, jest to przyspieszenie, jakie ciało rozwija w bardzo krótkim czasie:

Przy przyspieszonym ruchu liniowym prędkość ciała wzrasta w wartości bezwzględnej, to znaczy

V2 > v1

a kierunek wektora przyspieszenia pokrywa się z wektorem prędkości

Jeśli prędkość ciała maleje w wartości bezwzględnej, tj

V 2< v 1

wówczas kierunek wektora przyspieszenia jest przeciwny do kierunku wektora prędkości. Innymi słowy, w tym przypadku dzieje się tak spowolnienie, w tym przypadku przyspieszenie będzie ujemne (i< 0). На рис. 1.9 показано направление векторов ускорения при прямолинейном движении тела для случая ускорения и замедления.

Ryż. 1.9. Natychmiastowe przyspieszenie.

Podczas poruszania się po zakrzywionej ścieżce zmienia się nie tylko moduł prędkości, ale także jego kierunek. W tym przypadku wektor przyspieszenia jest reprezentowany jako dwie składowe (patrz następna sekcja).

Przyspieszenie styczne (styczne).– jest to składowa wektora przyspieszenia skierowana wzdłuż stycznej do trajektorii w danym punkcie trajektorii ruchu. Przyspieszenie styczne charakteryzuje zmianę prędkości modulo podczas ruchu krzywoliniowego.

Ryż. 1.10. Przyspieszenie styczne.

Kierunek stycznego wektora przyspieszenia (patrz rys. 1.10) pokrywa się z kierunkiem prędkości liniowej lub jest do niego przeciwny. Oznacza to, że styczny wektor przyspieszenia leży na tej samej osi co styczny okręg, który jest trajektorią ciała.

Normalne przyspieszenie

Normalne przyspieszenie jest składową wektora przyspieszenia skierowaną wzdłuż normalnej do trajektorii ruchu w danym punkcie trajektorii ciała. Oznacza to, że normalny wektor przyspieszenia jest prostopadły do ​​liniowej prędkości ruchu (patrz ryc. 1.10). Przyspieszenie normalne charakteryzuje zmianę prędkości w kierunku i jest oznaczone literą. Wektor przyspieszenia normalnego jest skierowany wzdłuż promienia krzywizny trajektorii.

Pełne przyspieszenie

Pełne przyspieszenie podczas ruchu krzywoliniowego składa się z przyspieszeń stycznych i normalnych wzdłuż i jest określony wzorem:

(zgodnie z twierdzeniem Pitagorasa dla prostokąta).

Przyspieszenie to znane słowo. W przypadku osób niebędących inżynierami najczęściej spotyka się to w artykułach prasowych i komunikatach. Przyspieszenie rozwoju, współpracy i innych procesów społecznych. Pierwotne znaczenie tego słowa wiąże się ze zjawiskami fizycznymi. Jak znaleźć przyspieszenie poruszającego się ciała lub przyspieszenie jako wskaźnik mocy samochodu? Czy może mieć inne znaczenie?

Co się dzieje pomiędzy 0 a 100 (definicja terminu)

Za wskaźnik mocy samochodu uważa się czas potrzebny na przyspieszenie od zera do setek. Co dzieje się pomiędzy? Spójrzmy na naszą Ładę Vestę z podanymi 11 sekundami.

Jeden ze wzorów na znalezienie przyspieszenia jest zapisany w następujący sposób:

a = (V 2 - V 1) / t

W naszym przypadku:

a - przyspieszenie, m/s∙s

V1 - prędkość początkowa, m/s;

V2 - prędkość końcowa, m/s;

Wprowadźmy dane do układu SI, a mianowicie km/h zostaną przeliczone na m/s:

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

Teraz możesz znaleźć przyspieszenie „Kaliny”:

a = (27,28 - 0) / 11 = 2,53 m/s∙s

Co oznaczają te liczby. Przyspieszenie wynoszące 2,53 metra na sekundę na sekundę oznacza, że ​​w każdej sekundzie prędkość „samochodu” wzrasta o 2,53 m/s.

Zaczynając od miejsca (od zera):

• w pierwszej sekundzie samochód rozpędzi się do prędkości 2,53 m/s;
• dla drugiego - do 5,06 m/s;
• do końca trzeciej sekundy prędkość będzie wynosić 7,59 m/s itd.

Możemy zatem podsumować: przyspieszenie to wzrost prędkości punktu w jednostce czasu.

Drugie prawo Newtona nie jest trudne

Zatem wartość przyspieszenia została obliczona. Czas zadać sobie pytanie, skąd bierze się to przyspieszenie, jakie jest jego pierwotne źródło. Odpowiedź jest tylko jedna – siła. To siła, z jaką koła pchają samochód do przodu, powoduje jego przyspieszenie. A jak znaleźć przyspieszenie, jeśli znana jest wielkość tej siły? Związek tych dwóch wielkości z masą punktu materialnego ustalił Izaak Newton (nie stało się to w dniu, w którym jabłko spadło mu na głowę, wtedy odkrył inne prawo fizyczne).

A to prawo jest zapisane w ten sposób:

F = m ∙ a, gdzie

F - siła, N;

m - masa, kg;

a - przyspieszenie, m/s∙s.

W odniesieniu do produktu rosyjskiego przemysłu samochodowego można obliczyć siłę, z jaką koła popychają samochód do przodu.

F = m ∙ a = 1585 kg ∙ 2,53 m/s∙s = 4010 N

lub 4010 / 9,8 = 409 kg∙s

Oznacza to, że jeśli nie puścisz pedału gazu, samochód będzie przyspieszał, aż osiągnie prędkość dźwięku? Oczywiście nie. Już przy prędkości 70 km/h (19,44 m/s) czołowy opór powietrza sięga 2000 N.

Jak znaleźć przyspieszenie w momencie, gdy Łada „leci” z taką prędkością?

a = F / m = (F koła - F opór) / m = (4010 - 2000) / 1585 = 1,27 m/s∙s

Jak widać, wzór pozwala znaleźć zarówno przyspieszenie, znając siłę, z jaką silniki działają na mechanizm (inne siły: wiatr, przepływ wody, ciężar itp.), I odwrotnie.

Dlaczego konieczna jest znajomość przyspieszenia?

Przede wszystkim w celu obliczenia prędkości dowolnego ciała materialnego w danym momencie, a także jego położenia.

Załóżmy, że nasza Łada Vesta przyspiesza na Księżycu, gdzie z powodu jego braku nie ma przedniego oporu powietrza, to jej przyspieszenie w pewnym momencie będzie stabilne. W tym przypadku prędkość samochodu określimy 5 sekund po starcie.

V = V 0 + a ∙ t = 0 + 2,53 ∙ 5 = 12,65 m/s

lub 12,62 ∙ 3600 / 1000 = 45,54 km/h

V 0 - prędkość początkowa punktu.

A w jakiej odległości od startu będzie w tej chwili nasz pojazd księżycowy? Aby to zrobić, najłatwiej jest skorzystać z uniwersalnego wzoru na określenie współrzędnych:

x = x 0 + V 0 t + (w 2) / 2

x = 0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 5 2) / 2 = 31,63 m

x 0 - współrzędna początkowa punktu.

Jest to dokładnie odległość, na jaką „Vesta” będzie miała czas oddalić się od linii startu w ciągu 5 sekund.

Ale w rzeczywistości, aby znaleźć prędkość i przyspieszenie punktu w danym momencie, w rzeczywistości trzeba wziąć pod uwagę i obliczyć wiele innych czynników. Oczywiście, jeśli Łada Vesta dotrze na Księżyc, to nie nastąpi to szybko; na jej przyspieszenie, oprócz mocy nowego silnika wtryskowego, wpływa nie tylko opór powietrza.

Przy różnych prędkościach obrotowych silnika wytwarza różne siły, nie biorąc pod uwagę liczby włączonego biegu, współczynnika przyczepności kół do drogi, nachylenia tej samej drogi, prędkości wiatru i wielu innych.

Jakie są inne przyspieszenia?

Siła to coś więcej niż tylko zmuszanie ciała do poruszania się do przodu po linii prostej. Przykładowo, siła grawitacji Ziemi powoduje, że Księżyc nieustannie zakrzywia swój tor lotu w taki sposób, że zawsze krąży wokół nas. Czy w tym przypadku na Księżyc działa jakaś siła? Tak, to ta sama siła, którą Newton odkrył przy pomocy jabłka – siła przyciągania.

A przyspieszenie, jakie nadaje naszemu naturalnemu satelitowi, nazywa się dośrodkowym. Jak znaleźć przyspieszenie Księżyca poruszającego się po orbicie?

za do = V 2 / R = 4π 2 R / T 2, gdzie

a c - przyspieszenie dośrodkowe, m/s∙s;

V to prędkość orbity Księżyca, m/s;

R - promień orbity, m;

T to okres obiegu Księżyca wokół Ziemi, s.

a c = 4 π 2 384 399 000 / 2360591 2 = 0,002723331 m/s∙s

Przyspieszenie charakteryzuje szybkość zmiany prędkości poruszającego się ciała. Jeśli prędkość ciała pozostaje stała, to ciało nie przyspiesza. Przyspieszenie następuje tylko wtedy, gdy zmienia się prędkość ciała. Jeśli prędkość ciała wzrasta lub maleje o pewną stałą wartość, to ciało to porusza się ze stałym przyspieszeniem. Przyspieszenie mierzone jest w metrach na sekundę na sekundę (m/s2) i obliczane jest z wartości dwóch prędkości i czasu lub z wartości siły przyłożonej do ciała.

Kroki

Obliczanie średniego przyspieszenia dla dwóch prędkości

Wzór na obliczenie średniego przyspieszenia.Średnie przyspieszenie ciała oblicza się na podstawie jego prędkości początkowej i końcowej (prędkość to prędkość ruchu w określonym kierunku) oraz czasu potrzebnego ciału do osiągnięcia prędkości końcowej. Wzór na obliczenie przyspieszenia: a = Δv / Δt, gdzie a to przyspieszenie, Δv to zmiana prędkości, Δt to czas potrzebny do osiągnięcia prędkości końcowej.

Definicja zmiennych. Możesz obliczyć Δv I Δt w następujący sposób: Δv = v k - v n I Δt = t k - t n, Gdzie v do– prędkość końcowa, v n- prędkość początkowa, t do- czas końcowy, t n– czas początkowy.

• Ponieważ przyspieszenie ma kierunek, zawsze odejmij prędkość początkową od prędkości końcowej; w przeciwnym razie kierunek obliczonego przyspieszenia będzie nieprawidłowy.
• Jeżeli w zadaniu nie jest podany czas początkowy, to przyjmuje się, że tn = 0.

1. Znajdź przyspieszenie korzystając ze wzoru. Najpierw napisz formułę i podane zmienne. Formuła: . Od prędkości końcowej odejmij prędkość początkową, a następnie podziel wynik przez przedział czasu (zmianę czasu). Otrzymasz średnie przyspieszenie w danym okresie czasu.

   • Jeżeli prędkość końcowa jest mniejsza niż prędkość początkowa, wówczas przyspieszenie ma wartość ujemną, to znaczy ciało zwalnia.
   • Przykład 1: Samochód przyspiesza od 18,5 m/s do 46,1 m/s w 2,47 s. Znajdź średnie przyspieszenie.
     • Napisz formułę: a = Δv / Δt = (v k - v n)/(t k - t n)
     • Zapisz zmienne: v do= 46,1 m/s, v n= 18,5 m/s, t do= 2,47 s, t n= 0 s.
     • Obliczenie: A= (46,1 - 18,5)/2,47 = 11,17 m/s 2 .
   • Przykład 2: Motocykl zaczyna hamować z prędkością 22,4 m/s i zatrzymuje się po 2,55 s. Znajdź średnie przyspieszenie.
     • Napisz formułę: a = Δv / Δt = (v k - v n)/(t k - t n)
     • Zapisz zmienne: v do= 0 m/s, v n= 22,4 m/s, t do= 2,55 s, t n= 0 s.
     • Obliczenie: A= (0 - 22,4)/2,55 = -8,78 m/s 2 .

   Obliczanie przyspieszenia siłą

   1. Drugie prawo Newtona. Zgodnie z drugim prawem Newtona ciało będzie przyspieszać, jeśli działające na nie siły nie równoważą się. Przyspieszenie to zależy od siły wypadkowej działającej na ciało. Korzystając z drugiego prawa Newtona, możesz obliczyć przyspieszenie ciała, jeśli znasz jego masę i siłę działającą na to ciało.

      • Drugie prawo Newtona opisuje wzór: F res = m x a, Gdzie Cięcie F– siła wypadkowa działająca na ciało, M- masa ciała, A– przyspieszenie ciała.
      • Pracując z tym wzorem, należy używać jednostek metrycznych, które mierzą masę w kilogramach (kg), siłę w niutonach (N) i przyspieszenie w metrach na sekundę na sekundę (m/s2).

   2. Znajdź masę ciała. Aby to zrobić, umieść ciało na wadze i znajdź jego masę w gramach. Jeśli rozważasz bardzo duże ciało, sprawdź jego masę w podręcznikach lub w Internecie. Masę dużych ciał mierzy się w kilogramach.

      • Aby obliczyć przyspieszenie za pomocą powyższego wzoru, należy przeliczyć gramy na kilogramy. Podziel masę w gramach przez 1000, aby otrzymać masę w kilogramach.

   3. Znajdź siłę wypadkową działającą na ciało. Powstała siła nie jest równoważona przez inne siły. Jeżeli na ciało działają dwie różnie skierowane siły i jedna z nich jest większa od drugiej, to kierunek powstałej siły pokrywa się z kierunkiem większej siły. Przyspieszenie ma miejsce, gdy na ciało działa siła niezrównoważona przez inne siły, co powoduje zmianę prędkości ciała w kierunku działania tej siły.

      Zmień wzór F = ma, aby obliczyć przyspieszenie. Aby to zrobić, podziel obie strony tego wzoru przez m (masę) i otrzymaj: a = F/m. Zatem, aby znaleźć przyspieszenie, należy podzielić siłę przez masę ciała przyspieszającego.

      • Siła jest wprost proporcjonalna do przyspieszenia, to znaczy im większa siła działa na ciało, tym szybciej ono przyspiesza.
      • Masa jest odwrotnie proporcjonalna do przyspieszenia, to znaczy im większa masa ciała, tym wolniej ono przyspiesza.

   4. Oblicz przyspieszenie, korzystając z otrzymanego wzoru. Przyspieszenie jest równe ilorazowi wypadkowej siły działającej na ciało podzielonej przez jego masę. Zastąp podane wartości w tym wzorze, aby obliczyć przyspieszenie ciała.

      • Na przykład: na ciało o masie 2 kg działa siła równa 10 N. Znajdź przyspieszenie ciała.
      • a = F/m = 10/2 = 5 m/s 2

   Testowanie Twojej wiedzy

   1. Kierunek przyspieszenia. Naukowa koncepcja przyspieszenia nie zawsze pokrywa się z wykorzystaniem tej wielkości w życiu codziennym. Pamiętaj, że przyspieszenie ma kierunek; przyspieszenie jest dodatnie, jeśli jest skierowane w górę lub w prawo; przyspieszenie jest ujemne, jeśli jest skierowane w dół lub w lewo. Sprawdź swoje rozwiązanie w oparciu o poniższą tabelę:

   2. Przykład: łódka-zabawka o masie 10 kg płynie na północ z przyspieszeniem 2 m/s 2 . Wiatr wiejący z kierunku zachodniego wywiera na łódź siłę 100 N. Oblicz przyspieszenie łodzi w kierunku północnym.
   3. Rozwiązanie: Ponieważ siła jest prostopadła do kierunku ruchu, nie wpływa ona na ruch w tym kierunku. Zatem przyspieszenie łodzi w kierunku północnym nie ulegnie zmianie i będzie wynosić 2 m/s 2.

2. Siła wypadkowa. Jeżeli na ciało działa jednocześnie kilka sił, znajdź wypadkową siłę, a następnie przystąp do obliczania przyspieszenia. Rozważmy następujący problem (w przestrzeni dwuwymiarowej):

   • Włodzimierz ciągnie (po prawej) kontener o masie 400 kg z siłą 150 N. Dmitry pcha (po lewej) kontener z siłą 200 N. Wiatr wieje z prawej strony na lewą i działa na kontener siłą siła 10 N. Znajdź przyspieszenie pojemnika.
   • Rozwiązanie: Warunki tego problemu mają na celu wprowadzenie Cię w błąd. W rzeczywistości wszystko jest bardzo proste. Narysuj diagram kierunku sił, tak abyś mógł zobaczyć, że siła 150 N jest skierowana w prawo, siła 200 N jest również skierowana w prawo, natomiast siła 10 N jest skierowana w lewo. Zatem wynikowa siła wynosi: 150 + 200 - 10 = 340 N. Przyspieszenie wynosi: a = F/m = 340/400 = 0,85 m/s 2.

W tej lekcji przyjrzymy się ważnej właściwości ruchu nierównego – przyspieszeniu. Dodatkowo rozważymy ruch nierówny ze stałym przyspieszeniem. Taki ruch nazywany jest również ruchem równomiernie przyspieszanym lub równomiernie zwalnianym. Na koniec porozmawiamy o tym, jak graficznie przedstawić zależność prędkości ciała od czasu podczas ruchu jednostajnie przyspieszonego.

Praca domowa

Po rozwiązaniu problemów z tej lekcji będziesz w stanie przygotować się do pytań 1 egzaminu państwowego oraz pytań A1, A2 egzaminu jednolitego.

1. Zadania 48, 50, 52, 54 sb. problemy A.P. Rymkiewicz, wyd. 10.

2. Zapisz zależność prędkości od czasu i narysuj wykresy zależności prędkości ciała od czasu dla przypadków pokazanych na ryc. 1, przypadki b) i d). Zaznacz na wykresach punkty zwrotne, jeśli takie występują.

3. Rozważ następujące pytania i odpowiedzi na nie:

Pytanie. Czy przyspieszenie grawitacyjne jest przyspieszeniem zdefiniowanym powyżej?

Odpowiedź. Oczywiście, że jest. Przyspieszenie ziemskie to przyspieszenie ciała swobodnie spadającego z określonej wysokości (należy pominąć opór powietrza).

Pytanie. Co się stanie, jeśli przyspieszenie ciała będzie skierowane prostopadle do prędkości ciała?

Odpowiedź. Ciało będzie poruszać się równomiernie po okręgu.

Pytanie. Czy można obliczyć tangens kąta za pomocą kątomierza i kalkulatora?

Odpowiedź. NIE! Otrzymane w ten sposób przyspieszenie będzie bowiem bezwymiarowe, a wymiar przyspieszenia, jak pokazaliśmy wcześniej, powinien mieć wymiar m/s 2.

Pytanie. Co można powiedzieć o ruchu, jeśli wykres prędkości w funkcji czasu nie jest prosty?

Odpowiedź. Można powiedzieć, że przyspieszenie tego ciała zmienia się w czasie. Taki ruch nie będzie równomiernie przyspieszany.