Negativa accelerationsformler, beräkning och lösta övningar

4082
Alexander Pearson

De negativ acceleration Det uppstår när förändringen eller variationen av hastigheten under en tidsperiod har ett negativt tecken. Observera hunden på bilden och ha kul på stranden. Sanden saktar ner hans rörelse, vilket innebär att det finns en acceleration motsatt den hastighet han bär.

Denna acceleration kan betraktas som negativ, i motsats till hastighet, vilket anges som positiv. Även om en negativ acceleration inte alltid orsakar en minskning av hastigheten.

Hunden har kul att bromsa i sanden. En bromsacceleration kan betraktas som negativ acceleration. Källa: Pixabay.

I en endimensionell rörelse anses framåtriktningen i allmänhet vara positiv, det vill säga hastighetens riktning. Detta är vad som har beaktats tidigare: i hunden i figuren är den positiva riktningen den som går från svansen till huvudet.

Innan hunden sänkte tassarna i sanden kom hunden med viss hastighet v framåt, det är positivt. Då minskar sanden sin hastighet tills den stannar, det vill säga noll sluthastighet.

Antag att allt detta hände under en tidsperiod At. Acceleration under denna tid kommer att beräknas så här:

a = (0 - v) ÷ Δt

I ovanstående ekvation v> 0, Δt> 0 då a < 0, es decir aceleración negativa (till < 0). Eftersom hastighetens riktning i början togs som positiv, betyder negativ acceleration att accelerationen pekar bort från hastigheten. Därför dras slutsatsen att:

När accelerationen i en rörlig kropp pekar i motsatt riktning mot hastigheten bromsar eller bromsar kroppen.

Därför kan vi fastställa att:

  • När hastighet och acceleration har samma tecken, oavsett vilket tecken, ökar hastigheten. I detta fall blir hastigheten mer positiv eller mer negativ, beroende på fallet..
  • När hastighet och acceleration har motsatta tecken minskar hastigheten.

Artikelindex

  • 1 Formler för beräkning av acceleration
    • 1.1 -Exempel 1
    • 1.2-Exempel 2
    • 1.3 -Exempel 3-Det vertikala uppkastet
  • 2 Referenser

Formler för beräkning av acceleration

Oavsett skylt, den genomsnittliga accelerationen tillm mellan ögonblicken t Y t '  beräknas med hjälp av följande formel:

Den genomsnittliga accelerationen ger global information om hur hastigheten har förändrats under det aktuella tidsintervallet. Å andra sidan erbjuder den momentana accelerationen detaljerna om hur hastigheten ändras vid varje ögonblick. Så för ett givet ögonblick t beräknas accelerationen med följande formel:

-Exempel 1

Vid det första ögonblicket t = 0,2 s har ett objekt en hastighet på 3 m / s. Senare, vid ögonblicket t '= 0,4 s, har den en hastighet på 1 m / s. Beräkna medelacceleration mellan t och t och tolka resultatet.

Svar

-Exempel 2

Vid det första ögonblicket t = 0,6 s har ett objekt hastighet -1 m / s. Senare, vid ögonblicket t '= 0,8 s, har den en hastighet på -3 m / s. Beräkna medelacceleration mellan tiderna t och t '. Tolk resultatet.

Svar

Sammanfattningsvis blev hastigheten vid slutet av tidsintervallet ännu mer negativ (-3m / s).

Betyder detta att mobilen saktar ner sin rörelse? Nej. Minustecknet i hastigheten betyder bara att det går bakåt och snabbare, eftersom att gå vid -3 m / s går snabbare än vid -1m / s, den hastighet som var i början.

Hastigheten, som är hastighetsmodulen, har ökat trots att den har negativ acceleration. Jag menar, det här objektet ökade snabbt. Därför drar vi slutsatsen:

Så länge accelerationen för en rörlig kropp pekar i en riktning parallell med hastigheten accelererar kroppen.

-Exempel 3 - Det vertikala uppkastet

Tänk på följande exempel: ett objekt har omedelbar hastighet som ges av följande uttryck, med alla enheter i det internationella systemet:

v (t) = 5-10t

Hitta hastigheten och accelerationen för tiderna 0s, 0,5s och 1,0s. I båda fallen anger du om objektet accelererar eller retarderar.

Svar

Hastigheten vid vart och ett av de angivna ögonblicken hittas genom att ersätta t direkt i ekvationen. Acceleration hittas genom att härleda det givna uttrycket som en funktion av tiden och sedan utvärdera resultatet vid var och en av de givna tiderna.

Resultaten är följande:

Acceleration är konstant och negativ för all rörelse. Nu är det möjligt att beskriva vad som har hänt med mobilen när den rör sig.

Vid tidpunkten t = 0 s saktade mobilen ner. Detta följer omedelbart eftersom hastigheten är positiv och accelerationen är negativ..

Vid ögonblicket t = 0,5 s stannade mobilen, åtminstone tillfälligt i vila. Det är inte omöjligt för en mobil att stanna även när den accelereras. Det mest påtagliga exemplet är i vertikal uppkastning.

Utexaminerade pitchar vertikalt mot sina mössor. Källa: Pexels.

När en mobil projiceras vertikalt uppåt lyckas den nå en maximal höjd. Om den positiva riktningen väljs i den meningen, vilket är det som nästan alltid görs, under den tid det tar att nå den maximala punkten, kommer mobilen att ha positiv hastighet.

Men gravitationen har funnits hela tiden. Och det riktas alltid vertikalt nedåt, oavsett om objektet går upp eller ner. Naturligtvis lyckas hon få mobilen att sakta ner gradvis tills den stannar ett ögonblick.

Omedelbart vänder mobilen känslan av sin hastighet och går tillbaka till marken. I detta fall är hastigheten negativ eftersom den också pekar mot marken. Därför får tyngdkraften att hastigheten ökar mer och mer och mer.

Värdet av tyngdaccelerationen har uppskattats till 9,8 m / stvå, som för beräkningssyfte avrundas till 10 m / stvå. Föremålet i exemplet kan mycket väl ha kastats uppåt med en initial hastighet på 5 m / s..

Slutligen vid t = 1,0 s är mobilens hastighet negativ. Om det är ett vertikalt kast uppåt, i avsaknad av friktion, betyder det att det passerar igenom startpunkten igen, men den här gången går det nedåt, istället för uppåt..

Sammanfattningsvis betyder en negativ acceleration inte nödvändigtvis att mobilen saktar ner. Tvärtom kan mobilen gå snabbare och snabbare. Det handlar om att vara uppmärksam på om tecken på hastighet och acceleration är desamma eller inte..

Referenser

  1. Walker, J. 2010. Fysik. Fjärde upplagan. Addison Wesley. 26-30.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.