Hur man beräknar acceleration?
För att beräkna acceleration, använd ekvationen a = Δv / Δt, där Δv är hastighetsförändringen, och Δt är hur lång tid det tog innan ändringen inträffade. För att beräkna Av använder du ekvationen Av = vf - vi, där vf är sluthastighet och vi är initialhastighet. För att korrigera Δt, använd ekvationen Δt = tf - ti, där tf är sluttiden och ti är starttiden. När du har beräknat Δv och Δt, anslut dem till ekvationen a = Δv / Δt för att få accelerationen. För att lära dig hur man beräknar acceleration från en kraft, läs artikeln!
Om mer än en kraft verkar på ett objekt, kombinera dem till en nettokraft innan du beräknar acceleration.
Om du någonsin har sett en ljusröd Ferrari flyga framför din Honda Civic efter ett stoppljus har du upplevt olika hastigheter på första hand. Acceleration är förändringshastigheten i ett objekts hastighet när det rör sig. Du kan beräkna denna accelerationshastighet, mätt i meter per sekund, baserat på den tid det tar dig att gå från en hastighet till en annan, eller baserat på ett objekts massa.
Metod 1 av 3: beräkning av genomsnittlig acceleration från två hastigheter
- 1Definiera ekvationen för genomsnittlig acceleration. Du kan beräkna den genomsnittliga accelerationen för ett objekt över en tidsperiod baserat på dess hastighet (dess hastighet i en viss riktning), före och efter den tiden. För att göra detta måste du känna till ekvation för acceleration: a = Δv / Δt där a är acceleration, Δv är hastighetsförändringen och Δt är den tid det tog innan ändringen inträffade.
- Enheten för acceleration är meter per sekund per sekund eller m / s 2.
- Acceleration är en vektormängd, vilket betyder att den har både en storlek och en riktning. Storleken är den totala accelerationsmängden medan riktningen är det sätt på vilket objektet rör sig. Om det saktar ner blir accelerationen negativ.
- 2Förstå variablerna. Man kan vidare definiera Avo och At: Av = v f - v i och At t = f - t i där v f är den slutliga hastigheten, v i är den initiala hastigheten, t f är sluttiden, och t i är den starttid.
- Eftersom acceleration har en riktning är det viktigt att alltid subtrahera starthastigheten från sluthastigheten. Om du vänder på dem blir riktningen för din acceleration felaktig.
- Om inget annat anges i problemet är starttiden vanligtvis 0 sekunder.
Hur beräknar man acceleration utan tid? - 3Använd formeln för att hitta acceleration. Skriv först din ekvation och alla givna variabler. Ekvationen är a = Δv / Δt = (v f - v i) / (t f - t i). Subtrahera initialhastigheten från sluthastigheten och dela sedan resultatet med tidsintervallet. Det slutliga resultatet är din genomsnittliga acceleration under den tiden.
- Om sluthastigheten är mindre än den initiala hastigheten, visar sig accelerationen vara en negativ storlek eller den hastighet med vilken ett objekt saktar ner.
- Exempel 1: En racerbil accelererar enhetligt från 18,5 m / s till 46,1 m / s på 2,47 sekunder. Vad är dess genomsnittliga acceleration?
- Skriv ekvationen: a = Δv / Δt = (v f - v i) / (t f - t i)
- Definiera variablerna: v f = 46,1 m / s, v i = 18,5 m / s, t f = 2,47 s, t i = 0 s.
- Lös: a = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 meter / sekund 2.
- Exempel 2: En cyklist som färdas med 22,4 m / s stannar på 2,55 s efter bromsning. Hitta hans retardation.
- Skriv ekvationen: a = Δv / Δt = (v f - v i) / (t f - t i)
- Definiera variablerna: v f = 0 m / s, v i = 22,4 m / s, t f = 2,55 s, t i = 0 s.
- Lös: a = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 meter / sekund 2.
Metod 2 av 3: beräkning av acceleration från en kraft
- 1Definiera Newtons andra rörelselag. Newtons andra rörelselag säger att när krafterna som verkar på ett objekt är obalanserade kommer föremålet att accelerera. Denna acceleration är beroende av nätkrafterna som verkar på objektet och objektets massa. Med hjälp av denna lag kan acceleration beräknas när en känd kraft verkar på ett objekt med känd massa.
- Newtons lag kan representeras av ekvationen F net = mxa, där F net är den totala kraften som verkar på objektet, m är objektets massa och a är accelerationen av objektet.
- Håll dina enheter i det metriska systemet när du använder denna ekvation. Använd kilo (kg) för massa, newton (N) för kraft och meter per sekund i kvadrat (m / s 2) för acceleration.
- 2Hitta massan av ditt objekt. För att hitta massan av ett objekt, placera det helt enkelt på en balans eller skala och hitta dess massa i gram. Om du har ett mycket stort objekt kan du behöva hitta en referens som kan ge dig massan. Större föremål kommer sannolikt att ha en massa med kiloenheten (kg).
- För denna ekvation vill du konvertera massan till kilogram. Om massan du har är i gram delar du helt enkelt massan med 1000 för att konvertera till kilo.
Massan är omvänt proportionell mot accelerationen, vilket innebär att med en större massa kommer accelerationen att minska. - 3Beräkna nettokraften som verkar på ditt objekt. En nettokraft är en obalanserad kraft. Om du har två krafter som står emot varandra och en är större än den andra, kommer du att ha en nettokraft i riktning mot den större kraften. Acceleration händer när en obalanserad kraft verkar på ett föremål, vilket får det att ändra hastigheter mot den riktning som kraften skjuter eller drar det.
- Till exempel: Låt oss säga att du och din storebror spelar dragkamp. Du drar repet åt vänster med en kraft på 5 newton medan din bror drar repet i motsatt riktning med en kraft på 7 newton. Nettokraften på repet är 2 ton till höger, i riktning mot din bror.
- För att förstå enheterna korrekt, vet att 1 newton (N) är lika med 1 kg X meter / sekund i kvadrat (kg X m / s 2).
- 4Ordna om ekvationen F = ma för att lösa för acceleration. Du kan ändra den här formeln för att lösa accelerationen genom att dela båda sidor med massan, så: a = F / m. För att hitta accelerationen, dela helt enkelt kraften med massan av objektet som accelereras.
- Kraft är direkt proportionell mot accelerationen, vilket innebär att en större kraft kommer att leda till en större acceleration.
- Massa är omvänt proportionell mot acceleration, vilket innebär att accelerationen minskar med en större massa.
- 5Använd formeln för att lösa acceleration. Acceleration är lika med nettokraften som verkar på ett objekt dividerat med massan av objektet. När du väl har fastställt värdena för dina variabler gör du den enkla uppdelningen för att hitta accelerationen av objektet.
- Till exempel: En 10 Newton-kraft verkar enhetligt på en massa av 2 kg. Vad är objektets acceleration?
- a = F / m = 10/2 = 5 m / s 2
Kraft är direkt proportionell mot accelerationen, vilket innebär att en större kraft kommer att leda till en större acceleration.
Metod 3 av 3: bekräftar din förståelse
- 1Förstå accelerationsriktningen. Fysikbegreppet acceleration matchar inte alltid hur vi skulle använda termen i vardagen. Varje acceleration har en riktning, vanligtvis representerad som positiv om den är UPP eller HÖGER, och negativ om NED eller VÄNSTER. Se om ditt svar är vettigt baserat på denna uppdelning:
En bils beteende Hur förändras hastigheten? Riktning för acceleration Förare som kör höger (+) träffar bensinpedalen + → ++ (mer positivt)
positiv
Förare som kör höger (+) träffar bromsar ++ → + (mindre positivt)
negativ
Förare som flyttar åt vänster (-) träffar bensinpedalen - → - (mer negativt)
negativ
Förare som flyttar åt vänster (-) träffar bromsar - → - (mindre negativt)
positiv
Föraren rör sig med konstant hastighet förblir densamma
accelerationen är noll
- 2Förstå kraftens riktning. Kom ihåg att en kraft bara orsakar acceleration i kraftens riktning. Vissa problem kan försöka lura dig med irrelevanta värden.
- Exempel på problem: En leksaksbåt med en vikt på 10 kg accelererar norrut vid 2 m / s 2. En vind som blåser rakt västerut utövar en kraft på 100 Newton på båten. Vad är båtens nya nordliga acceleration?
- Lösning: Eftersom kraften är vinkelrät mot rörelseriktningen påverkar den inte rörelsen i den riktningen. Båten fortsätter att accelerera norrut vid 2 m / s 2.
- 3Förstå nettokraften. Om mer än en kraft verkar på ett objekt, kombinera dem till en nettokraft innan du beräknar acceleration. För ett problem i två dimensioner ser det ut så här:
- Exempel Problem: April drar en 400 kg behållare åt höger med en kraft på 150 newton. Bob står till vänster om behållaren och skjuter med en kraft på 200 ton. En vind som blåser åt vänster utövar en kraft på 10 newton. Vad är accelerationen för containern?
- Lösning: Det här problemet använder knepigt språk för att försöka fånga dig. Rita ett diagram så ser du att krafterna är 150 ton höger, 200 new höger och 10 newton kvar. Om "rätt" är den positiva riktningen är nettokraften 150 + 200 - 10 = 340 newton. Acceleration = F / m = 340 newton / 400 kg = 0,85 m / s 2.
Frågor och svar
- Kan accelerationen bli noll?Ja. Om objektet inte rör sig eller rör sig med konstant hastighet i en rak linje är accelerationen noll.
- Hur beräknar man acceleration utan tid?Om du vet att accelerationen är konstant kan du lösa det utan tid om du har objektets initiala och slutliga hastighet samt förskjutningsgraden. Använd formeln v ^ 2 = u ^ 2 + 2as där v är sluthastigheten, u är starthastigheten, a är acceleration och s är förskjutning. Lös för att hitta acceleration.
- Hur beräknar jag hastighet?Ekvationen eller formeln för hastighet liknar den för hastighet. För att räkna ut hastigheten delar du avståndet med den tid det tar att resa det avståndet och sedan lägger du till din riktning.
- Vad är accelerationen av ett objekt?Acceleration definieras som hastighetsförändringen över tiden. Tänk till exempel på en bil som accelererar från ett stoppljus till 60 km / h. Dess initialhastighet är noll, men över en tid på flera sekunder ökar dess hastighet tills den når 60 mph. Om bilen stannar vid 60 km / h utan att ändra hastighet, skulle dess acceleration vara noll, eller noll förändring i hastighet över tiden.
- En kropp börjar från vila och får en hastighet på 10 m / s i 2s; vad är accelerationen?Formeln är sluthastighet - initialhastighet / tid. Sluthastigheten är 10 m / s, eftersom kroppens slutliga rörelse är 10m / s. Initialhastigheten är 0 m / s, eftersom den säger, "En kropp börjar från vila." 10 m / s - 0 m / s / 2 s, så småningom får du 5 m / s / s.
- Hur beräknar jag nettokraft?Nettokraft är summan av alla krafter som verkar på ett objekt. Till exempel skulle nettokraften för två personer som skjuter en låda i samma riktning vara summan av den kraft som utövas av varje person. Detsamma gäller för två personer som trycker mot varandra, men en kraft kommer att vara negativ.
- En kraft på 18 N appliceras på ett 4 kg block som ligger i vila på en plan yta. Hitta accelerationen. Hur snabbt och hur långt reste blocket på 5 sekunder?Acceleration: F = ma; 18 = 4a; a = 4,5. Hastighet (hur snabbt): V [final] = V [initial] + vid. Eftersom objektet börjar i vila är V [initial] noll. V [final] = (4,5) (5). Hastighet = 22,5 m / s. Avstånd (hur långt): D = vt; D = (22,5) (5); D = 112,5 m.
- En buss färdas på ett avstånd av 90 km på två timmar och ytterligare 30 km på en timme. Vad är bussens genomsnittliga hastighet?Konvertera avstånden till meter och tiderna som tas till sekunder för båda och tillämpa det formella avståndet / tiden det tar, lägg till dina svar och dela med två.
- Hur beräknar jag den normala kraften när jag har en massa på 10 kg, lutningsvinkel _ = 15, längd 10 m och koefficienten för kinetisk friktion = 015?Beräknar du den normala kraften här behöver du bara ytans massa och lutningsvinkel. När du placerar X-axeln på rampen till ditt fria kroppsdiagram och om den enda kraften som verkar på ditt objekt på 10 kg är jordens tyngdkraft, och sedan tittar på Y-axeln i ditt diagram, bör du se att den normala kraften är lika till Y-komponenten av gravitationskraften. Med tanke på angiven vinkel bör du se att den normala kraften är lika med (massa * gravitation Acceleration * sin (15)).
- Vad är SI-enheten för acceleration?SI-enheter är standardiserade enheter som används internationellt i vetenskapligt skrivande. När du beskriver acceleration, använd SI-enheterna meter per sekund i kvadrat (m / s ^ 2).
