Akcelerace je míra, ve které rychlost Změny. Protože rychlost je vektorová veličina, zrychlení je také vektorová veličina. V důsledku toho vyžaduje velikost i směr. V tomto článku se tedy podíváme na to, jak najít velikost zrychlení.
Pro výpočet velikosti používáme vzorce a vztahy. Velikost můžeme vyjádřit v jednotkách. Protože zrychlení je definováno jako změna rychlosti s časem, je to jednotka SI ㎨. Zrychlení je ovlivněno různými faktory, jako je rychlost, čas, síla atd. Projdeme několik různých metod pro odhad velikosti zrychlení. Pojďme číst dál.
1. Jak zjistit velikost zrychlení Z definice zrychlení:
Jak všichni víme, zrychlení se týká rychlosti, jakou se mění rychlost. Pokud je počáteční rychlost tělesa vi a jeho konečná rychlost je vf, zrychlení lze vypočítat vydělením změny rychlosti časovým intervalem Δt:
(Veličina vektoru je zde zobrazena tučně a svislé čáry znamenají velikost vektoru nebo můžeme říci absolutní hodnotu vektoru, která je vždy kladná.)
Pomocí rychlosti a času lze výše uvedenou rovnici použít k určení velikosti zrychlení.
2. Jak zjistit velikost zrychlení Z druhého Newtonova zákona:
Druhý Newtonův zákon říká, že síla se získává vynásobením zrychlení hmotností těla. Jak tedy můžete zjistit, jaká je velikost zrychlení?
Podle druhého Newtonova zákona tedy síla na těleso je úměrná jeho zrychlení, zatímco hmotnost je nepřímo úměrná zrychlení. Přeložme tato tvrzení do vzorce zrychlovacího vzorce:
a
Tak,
3. Jak zjistit velikost zrychlení z vektorových složek zrychlení:
Jak všichni víme, zrychlení je vektorová veličina. Abyste získali toto množství, sečtěte složky zrychlení dohromady. Zde lze použít jednoduché pravidlo sčítání vektorů. Pokud se jedná o dvě vektorové složky, můžeme napsat:
V karteziánské rovině můžeme využít souřadnice X a Y. Jak za těchto okolností určíte velikost zrychlení? V kartézském souřadném systému jsou složky X a Y navzájem kolmé. Velikost zrychlení lze vypočítat tak, že hodnoty umocníme na druhou a poté vypočítáme druhou odmocninu součtu.
V důsledku toho je rovnice následující:
Velikost vzorce zrychlení v trojrozměrném prostoru je:
4. Jak zjistit velikost dostředivého zrychlení:
Vzhledem k neustálé změně směru v kruhovém pohybu se rychlost mění, což má za následek zrychlení. Zrychlení směřuje ve směru středu kruhu. Srovnáním rychlosti tělesa v a jeho dělením vzdáleností tělesa od středu kruhu se udává velikost dostředivého zrychlení. Tedy dostředivé zrychlení:
5. Jak zjistit velikost zrychlení z pohybových rovnic:
Pohybové rovnice jsou v podstatě rovnice, které vysvětlují pohyb jakéhokoli fyzického systému a ukazují vztah mezi posunutím objektu, rychlostí, zrychlením a časem.
Je -li velikost zrychlení konstantní, použije se pro výpočet velikosti zrychlení také kinematická pohybová rovnice v jedné dimenzi.
Pohybové rovnice jsou následující:
Když z akcelerace učiníme předmět rovnice, získáme následující:
(To je totéž, co jsme získali z definice zrychlení.)
Takto můžeme zjistit velikost zrychlení.
Vyřešené příklady při zjišťování velikosti zrychlení:
1 problém:
Auto startuje z klidu a dosáhne rychlosti 54 km/h za 3 sekundy. Najít jeho zrychlení?
Řešení: Auto začíná odpočinkem. Tedy počáteční rychlost auta
Vi = 0 m/s
Vf = 54 km/h
= (54 ✕ 1000) / 3600
= 15 m/s
Δt = 3 s
Tak, Akcelerace : a = (Vf - Vi) / Δt
= (15 - 0) / 3 XNUMX
=
2 problém:
Určete zrychlení, která nastanou při působení 12 N čisté síly na 3 kg předmět a poté na 6 kg předmět.
Řešení: Síla působící F = 12 N.
Hmotnosti předmětu m1 = 3 kg
m2 = 6 kg
Zrychlení předmětu o hmotnosti 3 kg
a1 = F/m1
= 12 / 3
=
Zrychlení předmětu o hmotnosti 6 kg
a2 = F/m2
= 12 / 6
=
Protože hmotnost a zrychlení jsou nepřímo úměrné, můžeme pozorovat, že jak hmotnost stoupá, zrychlení klesá.
3 problém:
Tělo se pohybuje podél osy x podle vztahu 
, kde x je v metrech a t je v sekundách. Najděte zrychlení těla, když t = 3 s.
Řešení: Tady :
t = 3 s
Rychlost v = dX/dt
= d/dt ()
= -2 + 6t
Akcelerace : a = dv/dt
= d/dt (-2 + 6t)
=
Jak vidíme, u tohoto pohybu není zrychlení závislé na čase; zrychlení bude v celém pohybu konstantní a velikost zrychlení bude .
4 problém:
Vypočítejte dostředivé zrychlení bodu 7.50 cm od osy rotující ultracentrifugy otáček za minutu.
Řešení: Zde máme:
Vzdálenost od středu r = 7.5 cm
= 0.0750 XNUMX XNUMX m
Úhlová rychlost
Teď
= 589 m/s
Tak, dostředivé zrychlení:
=
=