NEGATÍV GYORSULÁS: KÉPLETEK, SZÁMÍTÁS ÉS MEGOLDOTT GYAKORLATOK - FIZIKAI - 2025

A negatív gyorsulás akkor fordul elő, ha a sebesség változása vagy változása egy adott időtartamon belül negatív előjelet mutat. Figyelje meg a képen látható kutyát, szórakozva a tengerparton. A homok lelassítja mozgását, ami azt jelenti, hogy van egy gyorsulás, amely ellentétes a hordozott sebességgel.

Ez a gyorsulás negatívnak tekinthető, szemben a pozitívnak mondott sebességgel. Bár a negatív gyorsulás nem mindig okoz csökkenést a sebességnél.

A kutya szórakoztatóan fékez a homokban. A fékezés gyorsulása negatív gyorsulásnak tekinthető. Forrás: Pixabay.

Egydimenziós mozgás esetén a haladás irányát általában pozitívnak tekintik, vagyis a sebesség irányát. Ez az, amit korábban figyelembe vettünk: az ábrán látható kutyánál a pozitív irány az, amely a faroktól a fejig megy.

Mielőtt a mancsát a homokba süllyesztette, a kutya egy bizonyos sebességgel előre v, vagyis pozitívan jött előre. Ezután a homok lelassul, amíg meg nem áll, azaz a végső sebesség nulla.

Tegyük fel, hogy mindez Δt időtartamban történt. Az időbeli gyorsulást így kell kiszámítani:

A fenti v> 0 egyenletben Δt> 0, akkor a <0, azaz negatív gyorsulás (a <0). Mivel a sebesség irányát a start elején pozitívnak tekintették, akkor a negatív gyorsulás azt jelenti, hogy a gyorsulás a sebességtől távozik. Ezért arra a következtetésre jutnak, hogy:

Ezért megállapíthatjuk, hogy:

• Ha a sebesség és a gyorsulás ugyanazt a jelet mutatja, függetlenül attól, hogy melyik jelet használja, akkor a sebesség növekszik. Ebben az esetben a sebesség az esettől függően pozitívabb vagy negatívabb lesz.
• Ha a sebesség és a gyorsulás ellentétes jelekkel rendelkezik, akkor a sebesség csökken.

Képletek a gyorsulás kiszámításához

Függetlenül attól, hogy milyen megjelöléssel rendelkezik, a t és t 'létezés közötti a _m átlagos gyorsulást a következő képlettel számítják ki:

Az átlagos gyorsulás globális információt nyújt arról, hogy a sebesség hogyan változott a figyelembe vett időintervallumban. A pillanatnyi gyorsulás a maga részéről ismerteti a sebesség változásának részleteit. Tehát egy adott t pillanatra a gyorsulást a következő képlettel kell kiszámítani:

- 1. példa

A kezdeti t = 0,2 s pillanatban az objektum sebessége 3 m / s. Később, t '= 0,4 s pillanatban, sebessége 1 m / s. Számítsa ki a t és t 'közötti idő közti gyorsulást, és értelmezze az eredményt.

Válasz

- 2. példa

A kezdeti t = 0,6 s pillanatban az objektum sebessége -1 m / s. Ezt követően a t '= 0,8 s pillanatban sebessége -3 m / s. Számítsa ki a közép gyorsulást t és t 'között. Értelmezze az eredményt.

Válasz

Összegezve, az időintervallum végén a sebesség még negatívabb lett (-3m / s).

Ez azt jelenti, hogy a mobil lelassítja a mozgását? Nem. A sebesség mínuszjele csak azt jelenti, hogy visszafelé és gyorsabban halad, mivel -3 m / s sebességgel gyorsabban halad, mint -1m / s-nál, ami az elején volt.

A sebesség, amely a sebesség modulusa, negatív gyorsulás ellenére nőtt. Úgy értem, ez az objektum felgyorsult. Ezért azt a következtetést vonjuk le:

- 3. példa - A függőleges dobás felfelé

Vegyük figyelembe a következő példát: egy objektum azonnali sebességgel rendelkezik, amelyet a következő kifejezés ad, a Nemzetközi Rendszer összes egységével:

Keresse meg a sebességet és a gyorsulást 0s, 0,5s és 1,0s időkre. Mindegyik esetben jelezze, hogy az objektum gyorsul-e vagy lassul-e.

Válasz

A sebességet az összes feltüntetett helyzetnél úgy találjuk meg, hogy t helyettesítjük közvetlenül az egyenletbe. A gyorsulást úgy találjuk meg, hogy az adott kifejezést az idő függvényéből származtatjuk, majd az eredményt megadjuk az adott időpontokban.

Az eredmények a következők:

A gyorsulás állandó és negatív minden mozgásra. Most már leírható, hogy mi történt a mobilnal, amikor mozog.

T = 0 másodpercnél a mobiltelefon lelassult. Ez azonnal következik, mivel a sebesség pozitív, a gyorsulás pedig negatív.

T = 0,5 másodperc múlva a mobil megállt, legalábbis pillanatnyilag nyugalmi helyzetben volt. A mobil számára nem lehetetlen megállni még gyorsítás esetén sem. A legérzékenyebb példa a függőleges felfelé irányuló dobás.

A diplomások függőlegesen emelkednek a sapkák felé. Forrás: Pexels.

Ha egy mobiltelefon függőlegesen felfelé vetül, akkor képes elérni a maximális magasságot. Ha ebben az értelemben a pozitív irányt választják, és ezt szinte mindig megteszik, akkor a maximális pont eléréséhez szükséges idő alatt a mobiltelefon pozitív sebességet fog elérni.

De a gravitáció egész ideje körül volt. És mindig függőlegesen lefelé irányul, függetlenül attól, hogy az objektum felfelé vagy lefelé megy. Természetesen sikerül a mobilot fokozatosan lelassítania, amíg egy pillanatra meg nem áll.

A mobil azonnal megfordítja sebességét, és visszafordul a földhöz. Ebben az esetben a sebesség negatív, mivel a talaj felé is mutat. Ezért a gravitáció növeli a sebességet.

A gravitáció gyorsulásának becsült értéke 9,8 m / s ², amelyet számítás céljából 10 m / s ^2-re kerekítenek. A példa tárgyát valószínűleg felfelé dobták 5 m / s kezdeti sebességgel.

Végül, t = 1,0 s-nál, a mobil sebessége negatív. Ha ez egy függőleges felfelé irányuló indítás, súrlódás hiányában, ez azt jelenti, hogy ismét áthalad a kiindulási ponton, de ezúttal lefelé halad, nem pedig felfelé.

Összefoglalva: a negatív gyorsulás nem feltétlenül jelenti azt, hogy a mobiltelefon lelassul. Éppen ellenkezőleg: a mobil gyorsabban és gyorsabban haladhat. Figyelembe kell venni, hogy a sebesség és a gyorsulás jelei azonosak-e vagy sem.

Irodalom

1. Walker, J. 2010. Fizika. Negyedik kiadás. Addison Wesley. 26-30.