średnie przyspieszenie skalarne jest wielkością fizyczną, która mierzy zmienność prędkości (Ow) telefonu komórkowego w zadanym przedziale czasu (Δt). Jednostką przyspieszenia w międzynarodowym układzie jednostek jest m/s².
Popatrzrównież: Wprowadzenie do nauki o Kinematyce
Słowo wspinać się oznacza, że ta wielkość, średnie przyspieszenie skalarne, jest całkowicie zdefiniowana przez jego wielkość i nie jest konieczne określanie kierunku i kierunku dla niego. Jest to możliwe, ponieważ większość ćwiczeń na ten temat obejmuje ruchy jednowymiarowe. Słowo średni, z kolei wskazuje, że obliczone przyspieszenie reprezentuje średnią i niekoniecznie jest równe przyspieszeniu w każdej chwili ruchu.
Aby obliczyć średnie przyspieszenie skalarne telefonu komórkowego, używamy następującego równania:
– średnie przyspieszenie (m/s²)
Ow – zmiana prędkości (m/s)
t - Interwały czasowe)
W powyższym równaniu Δv odnosi się do zmiany modułu prędkości. Możemy obliczyć tę zmianę prędkości za pomocą następującej równości:
v = vfa – v0. Przedział czasu Δt oblicza się w podobny sposób: t = tfa – t0. Dlatego możliwe jest pełniejsze przepisanie wzoru na średnie przyspieszenie pokazanego powyżej:
v – prędkość końcowa
v0 – prędkość końcowa
t – ostatni moment
t0 – moment początkowy
Godzinowa funkcja prędkości
Gdy łazik przyspiesza równomiernie, to znaczy, gdy jego prędkość zmienia się równomiernie w równych odstępach czasu, możemy: określić prędkość końcową (v) po stałym czasie przyspieszania (a) korzystając z funkcji prędkości godzinowej, sprawdzić:
Popatrzrównież:Wielkości wektorowe i skalarne
Przyspieszona grafika ruchu
Powyższe równanie pokazuje, że prędkość końcowa łazika jest dana przez jego prędkość początkową plus iloczyn jego przyspieszenia w czasie. Zauważ, że funkcja pokazana w powyższym wzorze jest funkcją pierwszego stopnia, podobną do równania linii prostej. Dlatego grafika pozycja i prędkość w funkcji czasu, dla ruchów przyspieszonych (gdy prędkość wzrasta) i opóźnionych (gdy prędkość maleje) są następujące:
W ruchu przyspieszonym wykres s(t) jest parabolą z wklęsłością skierowaną do góry, natomiast v(t) jest rosnącą linią prostą.
W ruchu opóźnionym wykres s(t) jest parabolą z wklęsłością skierowaną w dół, podczas gdy v(t) jest linią opadającą.
Popatrzrównież: Dowiedz się o równomiernie zróżnicowanej ruchomej grafice
Przyśpieszeniewspinać sięstały
Gdy przyspieszenie łazika jest stałe, jego prędkość rośnie równomiernie, w równych odstępach czasu. Na przykład przyspieszenie 2 m/s² oznacza, że prędkość łazika wzrasta o 2 m/s na sekundę. Poniższa tabela pokazuje dwa ruchome, 1 i 2, które poruszają się odpowiednio ze stałym przyspieszeniem i zmiennym przyspieszeniem:
Czasy) |
Prędkość mobilna 1 (m/s) |
Prędkość mobilna 2 (m/s) |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
3 |
2 |
4 |
5 |
3 |
6 |
6 |
Zwróć uwagę, że prędkość telefonu komórkowego 1 stale rośnie przy 2 m/s na sekundę. Dlatego jego średnie przyspieszenie wynosi 2 m/s², więc mówimy, że jego ruch to równomiernieRóżne. Jednak w łaziku 2 prędkość nie zmienia się stale. Pomiędzy dwoma równymi przedziałami czasu jego prędkość zmienia się inaczej, więc mówimy, że jego ruch jest Różne.
Chociaż jego ruch jest zróżnicowany, jego średnie przyspieszenie jest równe średniemu przyspieszeniu telefonu 1. Zanotuj obliczenia:
Chociaż ich średnie przyspieszenia są takie same, ciała 1 i 2 poruszają się inaczej
Należy zauważyć, że średnie przyspieszenie uwzględnia tylko końcowy i początkowy moduł prędkości przez pewien okres czasu. Bez względu na to, jak zmieniała się prędkość, średnie przyspieszenie będzie określone tylko przez różnicę między wartościami prędkości na początku i na końcu ruchu.
Obliczanie przemieszczenia przy stałym przyspieszeniu
Jeśli chcemy obliczyć przemieszczenie łazika, którego prędkość zmienia się ze stałym przyspieszeniem, możemy skorzystać z następujących wzorów:
Zauważ, że z powyższego wzoru można skorzystać, gdy wiemy, jak długo łazik przyspiesza. Jeśli nie posiadamy informacji o przedziale czasowym, w którym nastąpił ruch, powinniśmy skorzystać z równanie Torricellego:
chwilowe przyspieszenie skalarne
W przeciwieństwie do przyspieszenia średniego, przyspieszenie chwilowe określa zmianę prędkości w każdym momencie ruchu. Dlatego wybrany przedział czasu musi być jak najkrótszy. Poniższy wzór podaje definicję chwilowego przyspieszenia skalarnego:
Dlatego główną różnicą między przyspieszeniami średnimi i chwilowymi jest przedział czasu: przyspieszenie chwilowe jest obliczane dla małych przedziałów czasu, które dążą do zera.
Popatrzrównież: Wskazówki dotyczące rozwiązywania ćwiczeń kinematycznych
Ćwiczenia ze średnim przyspieszeniem skalarnym
1) Prędkość pojazdu zmieniała się w czasie, jak pokazano w poniższej tabeli:
Prędkość (m/s) |
Czasy) |
10 |
0 |
15 |
1 |
20 |
2 |
a) Oblicz moduł średniego przyspieszenia tego pojazdu pomiędzy czasami t = 0 s i t = 3,0 s.
b) Oblicz przestrzeń przebytą przez pojazd między czasami t = 0 s i t = 3,0 s.
c) Określ godzinową funkcję prędkości tego pojazdu.
Rozkład:
a) Aby obliczyć średnie przyspieszenie pojazdu, użyjemy wzoru na średnie przyspieszenie. Zegarek:
b) Obliczmy przestrzeń przebytą przez pojazd w funkcji jego pozycji godzinowej:
c) Godzinową funkcję ruchu tego wehikułu można wyznaczyć znając jego prędkość początkową i przyspieszenie. Zegarek:
2) Kierowca jedzie swoim pojazdem z prędkością 30 m/s, gdy widzi znak wskazujący, że maksymalna prędkość na drodze wynosi 20 m/s. Naciskając hamulec kierowca zmniejsza prędkość do wskazanej wartości, przejeżdżając około 50 m między początkiem a końcem hamowania. Określ moduł opóźnienia, który zostały na nim wydrukowane przez hamulce pojazdu.
Rozkład:
Opóźnienie wywołane przez hamulce pojazdu możemy obliczyć za pomocą równania Torricellego, ponieważ nie poinformowano nas, w jakim przedziale czasu pojazd hamuje:
Przeze mnie Rafael Helerbrock
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aceleracao-escalar-media-instantanea.htm