ÁTLAGOS GYORSULÁS: A KISZÁMÍTÁSÁNAK ÉS A GYAKORLATOK MEGOLDÁSÁNAK MÓDJA - FIZIKAI - 2025

Az átlagos gyorsulás a _m a nagyságát, amely leírja a változás a sebesség egy részecske az idők folyamán. Fontos, mert megmutatja azokat a variációkat, amelyeket a mozgás tapasztal.

Ennek a nagyságrendnek a matematikai értelemben való kifejezéséhez két sebességet és két időt kell figyelembe venni, amelyeket v ₁ és v ₂, valamint t ₁ és t ₂ jelölnek.

Az átlagos gyorsulás nagyon fontos kinematikus paraméter. Forrás: Pixabay.

Az értékeket a felkínált meghatározás szerint kombinálva a következő kifejezést kapjuk:

Az SI nemzetközi rendszerben az _m mértékegysége m / s ², bár más, négyzethosszonkénti hosszúsággal járó egységek megteszik.

Például ott van a km / h, amely a "kilométer / óra / másodperc" értéket mutatja. Vegye figyelembe, hogy az időegység kétszer jelenik meg. Ha egy egyenes vonal mentén mozgó mobiltelefonra gondol, akkor azt jelenti, hogy minden eltelt másodpercben a mobil sebességét 1 km / h-val növeli. Vagy 1 km / h-val csökken minden másodpercenként, amely elhalad.

Gyorsulás, sebesség és sebesség

Noha a gyorsulás a sebesség növekedésével jár, az az igazság, hogy a meghatározást figyelmesen betartva kiderül, hogy a sebesség bármilyen változása gyorsulás fennállását vonja maga után.

És a sebesség nem feltétlenül változik nagyságrendben. Előfordulhat, hogy a mobil csak megváltoztatja az irányt, és állandó sebességgel tartja. Ennek a változásnak a felelős felgyorsulása továbbra is megtörténik.

Erre példa egy olyan autó, amely 60 km / h állandó sebességgel görbét készít. A járművet gyorsításnak vetik alá, amelynek feladata a sebesség irányának megváltoztatása, hogy az autó kövesse a görbét. A járművezető a kormány segítségével használja.

Az ilyen gyorsulás a görbe út közepe felé irányul, hogy megakadályozzák az autót, hogy lemenjen. A sugárirányú vagy a normál gyorsulás nevét kapja. Ha a sugárirányú gyorsulást hirtelen megszakítanák, az autó nem tudott tovább járni a kanyar körül, és egyenes vonalban folytathatja.

Egy görbe körül haladó autó példa a mozgásra két dimenzióban, míg egyenes vonalban történő mozgás egydimenziós. Ebben az esetben a gyorsítás egyetlen hatása az, hogy megváltoztassa az autó sebességét.

Ezt a gyorsulást tangenciális gyorsulásnak nevezzük. Ez nem kizárólagos az egydimenziós mozgásnál. A 60 km / h sebességgel körbejáró autó ugyanakkor 70 km / h sebességre gyorsulhat, miközben megteszi. Ebben az esetben a vezetőnek mind a kormánykerék, mind a gázpedál használatát kell végeznie.

Ha egydimenziós mozgást tekintünk, akkor az átlagos gyorsulásnak hasonló geometriai értelmezése van, mint az átlagsebességé, mint annak a szekanti vonalnak a meredeksége, amely keresztezi a görbét a sebesség és az idő gráf P és Q pontjain.

Ez a következő ábrán látható:

Az átlagos gyorsulás geometriai értelmezése. Forrás: Forrás: す じ に く シ チ ュ.

Az átlagos gyorsulás kiszámítása

Nézzünk néhány példát az átlagos gyorsulás kiszámításához különféle helyzetekben:

I) Egy bizonyos pillanatban egy egyenes vonal mentén mozgó mobiltelefon sebessége + 25 km / h, és 120 másodperc múlva még egy -10 km / h sebességgel rendelkezik. Mi volt az átlagos gyorsulás?

Válasz

Mivel a mozgás egydimenziós, a vektor jelöléstől el lehet térni, ebben az esetben:

v _o = +25 km / h = + 6,94 m / s

v _f = -10 km / h = - 2,78 m / s

Δt = 120 s

Ha bármilyen vegyes nagyságrendű edzést végez, amelyben órák és másodpercek vannak, minden értéket át kell adni ugyanazon egységekhez.

Mivel ez egydimenziós mozgás, a vektorjelöléstől eltekintünk.

II.) A kerékpáros 2,6 m / s sebességgel halad kelet felé, 5 perc múlva 1,8 m / s sebességgel délre. Keresse meg az átlagos gyorsulást.

Válasz

A mozgás nem egydimenziós, ezért a vektor jelölést használjuk. Az i és j egységvektorok jelzik az irányokat, a következő jelszerkezettel együtt, megkönnyítve a számítást:

• Észak: + j
• Dél: - j
• Kelet: + i
• Nyugat: - i

v ₂ = - 1,8 j m / s

v ₁ = + 2,6 i m / s

Δt = 5 perc = 300 másodperc

v _f = v ₀ + at = gt (v ₀ = 0)

Ahol a = g = 9,8 m / s ²

A feladat megoldódott

Egy tárgy elegendő magasságból esik le. Keresse meg a sebességet 1,25 másodperc után.

Válasz

v _o = 0, mivel az objektum leesett, akkor:

v _f = gt = 9,8 x 1,25 m / s = 12,25 m / s, függőlegesen a talaj felé irányítva. (A függőleges lefelé mutató irányt pozitívnak tekintik).

Ahogy a tárgy közeledik a talajhoz, sebessége 9,8 m / s-kal növekszik minden eltelt másodpercenként. A tárgy tömege nincs benne. Két különböző tárgy, ugyanabból a magasságból esett le és ugyanabban az időben, ugyanolyan sebességgel fejlődik, ahogy esnek.

Irodalom

1. Giancoli, D. Fizika. Alapelvek az alkalmazásokkal. Hatodik kiadás. Prentice Hall. 21-35.
2. Resnick, R. (1999). Fizikai. 1. kötet. Harmadik kiadás spanyolul. Mexikó. Compañía Editorial Continental SA de CV 20-34.
3. Serway, R., Jewett, J. (2008). Fizika a tudomány és a technika számára. 1. kötet 7 ^ma. Kiadás. Mexikó. Cengage Learning szerkesztők. 21-39.