VIDUTINIS PAGREITIS: KAIP JIS APSKAIČIUOJAMAS IR KAIP SPRENDŽIAMI PRATIMAI - FIZINIS - 2024

Vidutinis pagreitis bent _m yra dydis, apibūdinantis apie A laikui bėgant dalelės greičio kitimą. Tai svarbu, nes parodo variantus, kuriuos patiria judėjimas.

Norint išreikšti šį dydį matematiškai, reikia atsižvelgti į du greičius ir du laiko momentus, kurie atitinkamai žymimi kaip v ₁ ir v ₂ bei t ₁ ir t ₂ .

Vidutinis pagreitis yra labai svarbus kinematinis parametras. Šaltinis: „Pixabay“.

Derinant vertes pagal siūlomą apibrėžimą, bus gauta tokia išraiška:

SI tarptautinėje sistemoje priežastys, dėl kurių vienetai _m bus m / s ² , nors kiti vienetai dalyvauja ilgis per laiko vienetą kvadrato darys.

Pvz., Km / h rodo „kilometras per valandą ir per sekundę“. Atminkite, kad laiko vienetas rodomas du kartus. Galvojant apie mobilųjį, judantį tiesia linija, tai reiškia, kad kiekvieną sekundę praleistas mobilusis padidina savo greitį 1 km / h. Arba jis sumažėja 1 km / h kas sekundę, kuri pravažiuoja.

Pagreitis, greitis ir greitis

Nors pagreitis susijęs su greičio padidėjimu, tiesa yra tai, kad atidžiai stebint apibrėžimą, paaiškėja, kad bet koks greičio pokytis reiškia pagreičio buvimą.

Greitis nebūtinai visada kinta pagal dydį. Gali atsitikti taip, kad mobilusis keičia tik kryptį ir išlaikys pastovų greitį. Vis dėlto atsakingai paspartiname šį pokytį.

To pavyzdys yra automobilis, kuris sudaro kreivę su pastoviu 60 km / h greičiu. Transporto priemonė patiria greitėjimą, kuris yra atsakingas už greičio krypties pakeitimą, kad automobilis atitiktų kreivę. Vairuotojas tai taiko naudodamas vairą.

Toks pagreitis nukreiptas į išlenkto kelio centrą, kad automobilis nenukristų. Jis gauna radialinio arba normalaus pagreičio pavadinimą . Jei staiga būtų atšauktas radialinis pagreitis, automobilis nebegalėtų toliau važiuoti aplink kreivę ir važiuotų tiesia linija.

Automobilis, važiuojantis kreive, yra judesio dviem matmenimis pavyzdys, tuo tarpu važiuojant tiesia linija, jo judesys yra vienmatis. Šiuo atveju vienintelis pagreitis turi pakeisti automobilio greitį.

Šis pagreitis vadinamas tangencialiniu pagreičiu . Tai nėra išskirtinis vienmatis judesys. Automobilis, einantis 60 km / h greičiu aplink kreivę, tuo pat metu galėtų pagreitėti iki 70 km / h. Tokiu atveju vairuotojui reikia naudoti vairą ir akseleratoriaus pedalą.

Jei atsižvelgsime į vienos dimensijos judesį, vidutinio pagreičio geometrinis aiškinimas bus panašus į vidutinio greičio, kaip sekančiosios linijos, kertančios kreivę, greičio ir laiko grafiko taškuose P ir Q, nuolydis.

Tai galima pamatyti šiame paveiksle:

Geometrinis vidutinio pagreičio aiškinimas. Šaltinis: Šaltinis: す じ に く シ チ ュ ー.

Kaip apskaičiuojamas vidutinis pagreitis

Pažvelkime į keletą pavyzdžių, kaip apskaičiuoti vidutinį pagreitį įvairiose situacijose:

I) Tam tikru laiko momentu tiesia linija judantis mobilusis greitis yra + 25 km / h, o po 120 sekundžių - dar –10 km / h. Koks buvo vidutinis pagreitis?

Atsakyk

Kadangi judesys yra vienmatis, vektoriaus žymėjimo negalima atsisakyti, tokiu atveju:

v _o = +25 km / h = +6,94 m / s

v _f = -10 km / h = - 2,78 m / s

Δt = 120 s

Kiekvieną kartą atliekant pratimus, kuriuose yra įvairių dydžių, pavyzdžiui, šis, kai valandos ir sekundės yra visos, būtina visas vertes perduoti tiems patiems vienetams.

Kadangi tai yra vienmatis judėjimas, vektoriaus žymėjimo nereikia.

II) Dviratininkas važiuoja į rytus 2,6 m / s greičiu, o po 5 minučių eina į pietus 1,8 m / s greičiu. Raskite vidutinį jo pagreitį.

Atsakyk

Judėjimas nėra vienmatis, todėl naudojami vektoriniai žymėjimai. Vienetų vektoriai i ir j nurodo kryptis kartu su šia ženklų sutartimi, palengvinančia skaičiavimą:

• Šiaurė: + j
• Pietūs: - j
• Rytai: + i
• Vakarai: - i

v ₂ = - 1,8 j m / s

v ₁ = + 2,6 i m / s

Δt = 5 minutės = 300 sekundžių

v _f = v ₀ + at = gt (v ₀ = 0)

Kur a = g = 9,8 m / s ²

Pratimas išspręstas

Objektas yra numestas iš pakankamo aukščio. Raskite greitį po 1,25 sekundės.

Atsakyk

v _o = 0, nes objektas yra numestas, tada:

v _f = gt = 9,8 x 1,25 m / s = 12,25 m / s, nukreipta vertikaliai link žemės. (Vertikali žemyn nukreipta linija buvo teigiama).

Objektui artėjant prie žemės, jo greitis padidėja 9,8 m / s kiekvieną sekundę. Objekto masė nedalyvauja. Du skirtingi objektai, nukritę iš to paties aukščio ir tuo pačiu metu, vystosi tokiu pat greičiu, kaip ir krisdami.

Nuorodos

1. Giancoli, D. Fizika. Principai su paraiškomis. Šeštasis leidimas. Prentice salė. 21–35.
2. Resnick, R. (1999). Fizinis. Trečias leidimas ispanų kalba. Meksika. Compañía Continental SA de CV 20-34 redakcija.
3. Serway, R., Jewett, J. (2008). Fizika mokslui ir inžinerijai. 1 tomas. 7 ^ma . Leidimas. Meksika. „Cengage“ mokymosi redaktoriai. 21–39.