Může být zrychlení negativní: 9 odpovědí, které byste měli znát

Může být zrychlení negativní? Abychom na tuto otázku odpověděli, musíme pochopit, co je zrychlení?

Víme, že zrychlení je vektorové množství a vektorové množství může být kladné nebo záporné. Proto můžeme říci, že zrychlení objektu může být negativní i pozitivní.

Nyní však vyvstává otázka, za jakých podmínek je zrychlení objektu záporné a kdy je kladné? Zde budeme diskutovat o podmínkách, ve kterých může být zrychlení negativní nebo pozitivní.

Zrychlení: Vektorové množství

 Zrychlení je vektorová veličina; má tedy velikost i směr. Zvažte motorkáře jedoucího na kole nebo osobu, která řídí auto, pak se kolo nebo auto pohybuje plynule se měnící rychlostí. Rychlost změny rychlosti, toho auta nebo kola, za jednotku času se nazývá zrychlení. Když předmět změní rychlost, začne zrychlovat, možná ve směru rychlosti nebo opačně k rychlosti. Matematicky je vyjádřen jako,

- průměrné zrychlení

- konečná rychlost

- počáteční rychlost

 Tato rovnice dává velikost zrychlení. 

Směr zrychlení

 Předmět vždy zrychluje ve směru působící čisté síly. Zda je zrychlení objektu kladné nebo záporné, závisí na směru zrychlení a směr závisí na následujících dvou faktorech:

• zrychlení nebo zpomalení předmětu 
• +ve nebo -ve směr pohybu [zde uvažujeme zleva doprava jako +ve směru a zprava doleva -ve směru. Podobně nahoru je +ve a dolů je - ve]

Uvažujme, že se auto pohybuje po silnici, aby se určil směr zrychlení automobilu, na základě dvou faktorů vytvořte čtyři kombinace k popisu pohybu automobilu.

• Vůz se pohybuje kladným směrem a zrychluje 

V tomto případě je rychlost a zrychlení automobilu ve stejném směru. Síla působící na auto je ve kladném směru a zrychlení automobilu je kladné.

• Vůz se pohybuje kladným směrem a zpomaluje. 

V tomto případě je rychlost vozu ve směru +ve a zrychlení ve směru –ve. Třecí síla je zodpovědná za zpomalení automobilu a je opačná než směr rychlosti. V tomto případě je zrychlení záporné

• Auto jede ve směru a zrychluje

Auto se pohybuje zprava doleva, tj. Ve směru. Auto zrychluje v negativním směru, takže zrychlení je také negativní. Zrychlení je v tomto případě záporné.

• Auto se pohybuje směrem –ve zpomaluje.

Zde je rychlost vozu ve směru –ve. Auto zpomaluje, což znamená, že na vůz působí nějaká síla v opačném směru. Zrychlení automobilu je proto kladné.

Z výše uvedené diskuse usuzujeme, že zrychlení je negativní ve dvou případech

když se předmět pohybuje kladným směrem a zpomaluje 

když se předmět pohybuje ve směru a zrychluje

Může být zrychlení záporné, když je rychlost nulová?

Víme, že zrychlení je rychlost změny rychlosti v čase. Tato změna může mít formu zrychlení nebo zpomalení.

Když je zrychlení záporné, znamená to, že objekt zrychluje ve směru -ve nebo zpomaluje ve směru +ve. když předmět zpomaluje, síla je proti jeho pohybu a směr zrychlení je ve směru síly, tj. v záporném směru. Po nějaké době se tělo zastaví a jeho rychlost se stane nulovou, ale v tomto okamžiku má stále negativní zrychlení.

Pro lepší pochopení tohoto pojmu si zapamatujte pohyb kyvadla nebo pohyb koule ve vertikálním směru, v určité výšce se koule zastaví a její rychlost se stane nulovou. Ale stále má zrychlení směrem dolů, podobně jako kyvadlo, ve své krajní poloze rychlost se stane nulovou ale stále má zrychlení ve směru vratné síly. To dokazuje, že zrychlení může být záporné, když se rychlost stane nulovou.

Některé příklady s negativním zrychlením

Uplatňování přestávek na jedoucí auto

Uvažujme, že se auto pohybuje ve směru +ve x s plynule se měnící rychlostí a zrychlením. Po použití přestávek se třecí síla staví proti směru rychlosti a rychlost začíná klesat. Jak se rychlost začíná snižovat, směr zrychlení se mění ze směru +ve x do –ve směru x; k tomu dochází, protože zrychlení je vždy ve směru síly. Pohybující se auto má tedy negativní zrychlení, když používáme přestávky k zastavení pohybu.

Pohyb natažené pružiny 

natažená pružina má obnovovací sílu opačnou ke směru pohybu. Když uvolněná pružina uvolní, provede SHM. Obnovující síly vždy brání pohybu pružiny a snižují rychlost.

 Jaro má jak +ve, tak i –ve typ zrychlení. Když se pružina natáhne ze své střední polohy, pohybuje se ve směru +ve x, ale zpomaluje kvůli obnovující síle. V tom případě je jeho zrychlení opačné ke směru pohybu, tj. Ve směru –ve x. Podobně, když je pružina stlačena, její zrychlení je +ve směru x a pohyb ve směru –ve x ze střední polohy.  

Házení míče směrem vzhůru

Když házíme míč vzhůru, pohybuje se opačně než gravitační síla. Po dosažení určité výšky začne klesat směrem k Zemi ve směru gravitační síly. V první polovině pohybu gravitační síla nepřetržitě brání pohybu koule a její zrychlení je směrem dolů. Navíc podle výše uvedené analýzy když se objekt pohybuje ve směru +ve (zde ve směru nahoru) a zpomaluje, je jeho zrychlení záporné.

 Ve druhé polovině pohybu je míč Po dosažení určité výšky se rychlost rovná nulea začne gravitační silou padat k zemi. Zde jsou jak rychlost, tak zrychlení ve stejném směru, protože míč zrychluje směrem dolů. Opět z výše uvedené analýzy, když se předmět pohybuje ve směru a zrychluje, jeho zrychlení je záporné. V obou polovinách pohybu je tedy zrychlení míče záporné.

Kruhový pohyb míče připevněný k provázku

Když koule, připojená k nehmotné struně, vystupuje kruhový pohyb různé-různé síly jednat podle toho. Nehmotná a neroztažitelná struna poskytuje potřebnou dostředivou sílu. Všichni víme, že dostředivá síla působí vždy směrem ke středu systému. Směr zrychlení je spolu s dostředivá sílatj. vždy směrem ke středu systému v kruhovém pohybu. Směr lineární rychlosti se neustále mění v kruhovém pohybu. Radiální zrychlení kruhového pohybu je vždy záporné.

 Radiální složka zrychlení v kruhovém pohybu je,

- radiální zrychlení

- poloměr kruhu

- úhlová rychlost

Pohyb kyvadla

Pohyb kyvadla je oscilační pohyb o jeho střední poloze a abychom pochopili povahu zrychlení kyvadla, rozdělme pohyb kyvadla do čtyř případů.

případ 1-Kyvadlo se pohybuje ve směru +ve x od střední polohy do extrémní polohy a zpomaluje

V tomto případě se obnovovací síla poskytovaná gravitační složkou pokusí vytáhnout kyvadlo směrem ke střední poloze. Proto se rychlost kyvadla při pohybu ze střední polohy do krajní polohy snižuje. V takovém případě je zrychlení kyvadla záporné a jeho směr je opačný k pohybu kyvadla.

případ 2- Kyvadlo se pohybuje z extrémní polohy do střední polohy (tj. Zprava doleva) ve směru +x a zrychluje

V tomto případě se kyvadlo zrychluje směrem ke střední poloze. Pohyb a zrychlení jsou tedy ve stejném směru, ale směr zrychlení je zprava doleva, tj. V negativním směru. Z tohoto důvodu je zrychlení kyvadla negativní.

Případ 3: Kyvadlo se pohybuje ze střední polohy do extrémní polohy ve směru –ve x a zpomaluje.

Tento případ je téměř podobný prvnímu případu a pouze směr je v –ve ose x. V tomto případě je zrychlení opačné k pohybu a ve kladném směru. V tomto případě je tedy zrychlení +ve.  

Případ 4- Kyvadlo se pohybuje z extrému do střední polohy (tj. Zleva doprava) a zrychluje

Zde se kyvadlo zrychluje v důsledku obnovení síly směrem ke střední poloze. Obě rychlosti, stejně jako zrychlení, jsou ve stejném směru. Směr zrychlení je v ose +ve x, takže je považován za kladné zrychlení.

Pohyb auta po zakřivené silnici

Když se vůz pohybuje po zatáčce, provádí kruhový pohyb. Potřebná dostředivá síla potřebná pro pohyb po zakřivené dráze je zajištěna třením mezi pneumatikou a vozovkou. Zrychlení je směrováno do středu systému a je záporné, protože jeho směr je zprava doleva, tj. Ve směru –ve x.

Také čtení:

• Negativní rychlost pozitivní graf zrychlení
• Může být průměrné zrychlení záporné
• Může být velikost zrychlení záporná
• Negativní rychlost kladné zrychlení
• Co znamená velikost zrychlení
• Pozitivní zrychlení vs záporné zrychlení
• Zrychlení vs zpomalení
• Záporná rychlost a záporné zrychlení
• Okamžitá rychlost vs zrychlení
• Záporná rychlost a nulové zrychlení