İçerik
Hız ve ivme, mekanikteki iki temel kavram veya hareket fiziğidir ve birbirleriyle ilişkilidir. Süreyi kaydederken bir nesnenin hızını ölçerseniz, sonra bir süre sonra tekrar ölçün, aynı zamanda süreyi kaydederken, zaman aralığına bölünen hızlardaki fark olan ivmeyi de bulabilirsiniz. Bu temel fikir, bazı problemlerde, diğer verilerden hız elde etmeniz gerekebilir.
Newton yasalarına dayanan ivmeyi hesaplamanın başka bir yolu var. Birinci yasaya göre, bir vücut, bir kuvvete göre hareket etmediği sürece tekdüze bir hareket halinde kalır ve ikinci yasa, kuvvetin büyüklüğü arasındaki matematiksel ilişkiyi ifade eder (F) ve ivme (bir) bir kitle kütlesi m Bu güç yüzünden deneyimler. İlişki F = anne. Bir vücuda etki eden gücün büyüklüğünü biliyorsanız ve vücudun kütlesini biliyorsanız, yaşadığı ivmeyi hemen hesaplayabilirsiniz.
Ortalama Hızlanma Denklemi
Bir karayolu üzerinde bir araba düşünün. Hızının ne kadar hızlı gittiğini ve hız ölçerin çalışmadığını bilmek istiyorsanız, yolunda iki nokta seçersiniz, x1 ve x2, ve araba her noktadan geçerken saatinize bakıyorsunuz. Arabaların ortalama hızı, aracın her ikisini de geçmesi için geçen süreye bölünen iki nokta arasındaki mesafedir. Saatin açık olması durumunda x1 dır-dir t1, ve saat x2 dır-dir t2, araba hızı (s) dır-dir:
s= ∆x ÷ ∆t = (x2 − x1) ÷ (t2 − t1).
Şimdi araba hız göstergesinin çalıştığını ve noktalarda iki farklı hız kaydettiğini varsayalım. x1 ve x2. Hızlar farklı olduğu için arabanın hızlanması gerekiyordu. Hızlanma, belirli bir zaman aralığında hız değişimi olarak tanımlanır. Olumsuz bir sayı olabilir, bu da arabanın yavaşladığı anlamına gelir. Anlık hız, zamandaki hız göstergesi tarafından kaydedilmişse t1 dır-dir s1ve zamandaki hız t2 dır-dir s2, hızlanma (bir) noktalar arasında x1 ve x2 dır-dir:
bir = ∆s ÷ ∆t = (s2 − s1) ÷ (t2 − t1).
Bu ortalama ivmelenme denklemleri, hızı belli bir zamanda ölçtüğünüzde başka bir zamanda tekrar ölçtüğünüzde, ivmenin zaman aralığına bölünen hız değişimi olduğunu söyler. SI sistemindeki hız birimleri metre / saniye (m / s) ve hızlanma birimleri metre / saniye / saniyedir (m / s / s).2. İmparatorluk sisteminde, tercih edilen hızlanma birimleri ayak / saniye / saniye veya ft / s'dir.2.
Örnek: Bir uçak kalkıştan hemen sonra saatte 100 mil uçuyor ve 30 dakika sonra saatte 500 mil uçarken seyir yüksekliğine ulaşıyor. Seyir yüksekliğine tırmanırken ortalama ivmesi neydi?
Yukarıda elde edilen ivme formülünü kullanabiliriz. Hızdaki fark (∆s) 400 mil'dir ve süre 30 dakikadır, bu 0.5 saattir. İvme o zaman
bir = 400 mil / 0.5 saat = 800 mil / saat2.
Newton'un İkinci Yasası Hızlanma Hesaplayıcısı Sağlıyor
Newton'un ikinci yasasını ifade eden denklem, F = anne, fizikte en kullanışlı olanlardan biridir ve bir hızlandırma formülü olarak hizmet eder. SI sistemindeki kuvvet birimi, Sir Isaac'in kendisinin adını taşıyan Newton'dur (N). Bir Newton, 1 kilogram kütleye 1 m / s ivmesi vermek için gereken kuvvettir.2. İmparatorluk sisteminde, kuvvet birimi pound'dur. Ağırlık, pound cinsinden ölçülür, böylece kütleyi kuvvetten ayırt etmek için kuvvet ünitelerine pound kuvvet (lbf) denir.
Her iki tarafını bölerek ivme için çözmek için Newton denklemini yeniden düzenleyebilirsiniz. m. Sen al:
bir = F/m
Uygulanan kuvvetin kütlesini ve büyüklüğünü biliyorsanız, bu ifadeyi ivme hesaplayıcısı olarak kullanın.
Örnek: 8 kg kütleli bir nesne. 20 Newtonluk bir kuvvet deneyimliyor. Hangi ortalama ivmeyi yaşıyor?
bir = F/m = 20 N / 8 kg = 2,5 m / s2.
Örnek: 2000 kiloluk bir araba 1000 kiloluk bir kuvvetle karşılaşır. İvmesi nedir?
Ağırlık kütle ile aynı değildir, bu nedenle araçların kütlesini almak için ağırlıklarını 32 ft / s olan yerçekimi nedeniyle ivmelenmek zorundasınız.2. Cevap 62,5 sümüktür (sümüklü böcek emperyal sistemde kütle birimidir). Şimdi ivmeyi hesaplayabilirsiniz:
bir = F/m = 1,000 lbf / 62,5 sümük = 16 fit / s2.