3 Wege zur Berechnung der Beschleunigung

Wenn Sie jemals einen hellen roten Ferrari nach einem Honda Civic nach einem Unterhalt fliegen, haben Sie aus erster Hand unterschiedliche Beschleunigungsraten erlebt. Beschleunigung ist die Rate der Änderung der Geschwindigkeit eines Objekts, während er sich bewegt. Sie können diese Beschleunigungsrate berechnen, gemessen in Meter pro Sekunde, basierend auf der Zeit, in der Sie benötigen, um von einer Geschwindigkeit zum anderen zu gelangen, oder basierend auf der Masse eines Objekts.

Schritte

Methode 1 von 3:

Beschleunigung der Beschleunigung von einer Kraft

1. Definieren Sie Newtons zweites Rechtsgesetz. Newtons zweites Rechtsgesetz beseitigt, dass, wenn die auf ein Objekt wirkenden Kräfte unausgeglichen sind, das Objekt beschleunigt. Diese Beschleunigung hängt von den Nettokräften ab, die auf das Objekt und die Masse des Objekts wirken. Mit diesem Gesetz kann die Beschleunigung berechnet werden, wenn eine bekannte Kraft auf ein Objekt der bekannten Masse wirkt.

Das Newtons Gesetz kann durch die Gleichung dargestellt werden F_Netz = m x a, wo F_Netz ist die Gesamtkraft, die auf das Objekt wirkt, M ist die Masse des Objekts und ein ist die Beschleunigung des Objekts.
Halten Sie bei der Verwendung dieser Gleichung Ihre Einheiten im metrischen System. Verwenden Sie Kilogramm (kg) für Massen-, Newtons (n) für Kraft, und Meter pro Sekunde quadratisch (m / s) zur Beschleunigung.

2. Finden Sie die Masse Ihres Objekts. Um die Masse eines Objekts zu finden, platzieren Sie es einfach auf ein Gleichgewicht oder ein Maßstab und finden Sie seine Masse in Gramm. Wenn Sie ein sehr großes Objekt haben, müssen Sie möglicherweise eine Referenz finden, die Sie mit der Messe versorgen kann. Größere Objekte werden wahrscheinlich eine Masse mit der Kilogrammeinheit (kg) haben.

Für diese Gleichung möchten Sie die Masse in Kilogramm umwandeln. Wenn die Masse in Gramm in Gramm ist, teilen Sie diese Masse einfach mit 1000 auf, um in Kilogramm umzuwandeln.

3. Berechnen Sie die Nettokraft, die auf Ihr Objekt wirkt. Eine Nettowaffe ist eine unausgeglichene Kraft. Wenn Sie zwei Kräfte haben, die sich gegenseitig widersetzen, und einer ist größer als der andere, haben Sie eine Nettokraft in Richtung der größeren Kraft. Die Beschleunigung geschieht, wenn eine unausgeglichene Kraft auf ein Objekt wirkt, wodurch es, Geschwindigkeiten in Richtung der Richtung zu wechseln, die die Kraft drückt oder hineinzieht.

Zum Beispiel: Nehmen wir an, Sie sagen, und Ihr großer Bruder spielt Tug-of-Krieg. Sie ziehen das Seil mit einer Kraft von 5 Newtons nach links, während Ihr Bruder das Seil in die entgegengesetzte Richtung mit einer Kraft von 7 Newtons zieht. Die Nettometz am Seil ist 2 Newtons rechts in Richtung Ihres Bruders.

Um die Einheiten richtig zu verstehen, wissen Sie, dass 1 Newton (N) gleich 1 Kilogramm x Meter / Sekunde (kg x m / s) ist.

4. Ordnen Sie die Gleichung F = MA neu an, um die Beschleunigung zu lösen. Sie können diese Formel umstellen, um die Beschleunigung durch Teilen von beiden Seiten durch die Masse zu lösen, also: A = f / m. Um die Beschleunigung zu finden, teilen Sie die Kraft einfach durch die Masse des zu beschleunigten Objekts teilen.

Die Kraft ist direkt proportional zur Beschleunigung, was bedeutet, dass eine größere Kraft zu einer größeren Beschleunigung führt.

Die Masse ist umgekehrt proportional zur Beschleunigung, was bedeutet, dass mit größerer Masse die Beschleunigung verringert wird.

5. Verwenden Sie die Formel, um die Beschleunigung zu lösen. Die Beschleunigung entspricht der Nettomittel, die auf ein Objekt wirkt, das durch die Masse des Objekts geteilt wird. Sobald Sie die Werte für Ihre Variablen eingerichtet haben, finden Sie die einfache Division, um die Beschleunigung des Objekts zu finden.

Zum Beispiel: Eine 10 Newton-Force wirkt einheitlich auf eine Masse von 2 Kilogramm. Was ist die Beschleunigung des Objekts??

a = f / m = 10/2 = 5 m / s

Methode 2 von 3:

Berechnung der durchschnittlichen Beschleunigung von zwei Geschwindigkeiten

1. Definieren Sie die Gleichung für eine durchschnittliche Beschleunigung. Sie können die durchschnittliche Beschleunigung eines Objekts über einen Zeitraum basierend auf der Geschwindigkeit (der Geschwindigkeit in einer bestimmten Richtung) vor und nach dieser Zeit berechnen. Dazu müssen Sie die Gleichung für die Beschleunigung kennen: A = ΔV / Δt wo ein ist Beschleunigung, ΔV ist die Änderung der Geschwindigkeit und Δt ist die Zeit, die er dauerte, bis diese Änderung auftritt.

Die Einheit zur Beschleunigung ist Meter pro Sekunde pro Sekunde oder m / s.
Die Beschleunigung ist eine Vektormenge, was bedeutet, dass es sowohl eine Größe als auch eine Richtung hat. Die Größe ist der Gesamtbetrag der Beschleunigung, während die Richtung die Art und Weise ist, in der sich das Objekt bewegt. Wenn es verlangsamt, wird die Beschleunigung negativ sein.

2. Verstehen Sie die Variablen. Sie können weiter definieren ΔV und Δt: ΔV = V_F - v_ich und Δt = T_F - T_ich wo v_F ist die endgültige Geschwindigkeit, v_ich ist der Anfangsgeschwindigkeit, T_F ist die Endzeit und T_ich ist die Startzeit.

Da die Beschleunigung eine Richtung hat, ist es wichtig, die anfängliche Geschwindigkeit von der Endgeschwindigkeit immer subtrahieren. Wenn Sie sie umkehren, ist die Richtung Ihrer Beschleunigung falsch.

Soweit das Problem nicht anders angegeben ist, beträgt die Startzeit in der Regel 0 Sekunden.

3. Verwenden Sie die Formel, um Beschleunigung zu finden. Schreiben Sie zuerst Ihre Gleichung und alle gegebenen Variablen auf. Die Gleichung ist a = ΔV / Δt = (v_F - v_ich) / (t_F - T_ich). Subtrahieren Sie die anfängliche Geschwindigkeit von der Endgeschwindigkeit, teilen Sie das Ergebnis durch das Zeitintervall auf. Das Endergebnis ist Ihre durchschnittliche Beschleunigung darüber.

Wenn die Endgeschwindigkeit weniger als die anfängliche Geschwindigkeit ist, erweist sich die Beschleunigung als negative Menge oder die Rate, an der ein Objekt herunterlängert.

Beispiel 1: Ein Rennwagen beschleunigt einheitlich von 18.5 m / s bis 46.1 m / s in 2.47 Sekunden. Was ist die durchschnittliche Beschleunigung??

Schreiben Sie die Gleichung: a = ΔV / Δt = (v_F - v_ich) / (t_F - T_ich)

Definieren Sie die Variablen: v_F = 46.1 m / s, v_ich = 18.5 m / s, T_F = 2.47 S, T_ich = 0 S.

Lösen: ein = (46.1 - 18.5) / 2.47 = 11.17 Meter / Sekunde.

Beispiel 2: Ein Biker, der um 22 reist.4 m / s kommt in 2.55 s nach dem Auftragen von Bremsen. Finde seine Verzögerung.

Schreiben Sie die Gleichung: a = ΔV / Δt = (v_F - v_ich) / (t_F - T_ich)

Definieren Sie die Variablen: v_F = 0 m / s, v_ich = 22.4 m / s, T_F = 2.55 S, T_ich = 0 S.

Lösen: ein = (0 - 22.4) / 2.55 = -8.78 Meter / Sekunde.

Methode 3 von 3:

Ihr Verständnis bestätigen

1. Die Richtung der Beschleunigung verstehen. Das Physik-Konzept der Beschleunigung stimmt nicht immer überein, wie wir den Begriff im Alltag verwenden würden. Jede Beschleunigung hat eine Richtung, die normalerweise als positiv dargestellt wird, wenn es oben oder rechts ist, und negativ, wenn unten oder links. Sehen Sie, ob Ihre Antwort basierend auf dieser Aufschlüsselung sinnvoll ist:

Verhalten eines Autos	Wie ändert sich Geschwindigkeit??	Richtung der Beschleunigung
Fahrer, der rechts bewegt (+) trifft Gaspedal	+ → ++ (positiver)	positiv
Fahrer, der nach rechts bewegt (+) trifft Bremsen	++ → + (weniger positiv)	Negativ
Fahrer bewegt sich links (-) trifft Gaspedal	- → - (negativer)	Negativ
Fahrer bewegt sich links (-) Tipps bremst	-- → - (weniger negativ)	positiv
Fahrer bewegt sich bei konstanter Geschwindigkeit	Bleibt das selbe	Beschleunigung ist Null

2. Die Richtung der Kraft verstehen. Denken Sie daran, dass eine Kraft nur die Beschleunigung verursacht in Richtung der Kraft. Einige Probleme können versuchen, Sie mit irrelevanten Werten zu betrügen.

Beispielproblem: Ein Spielzeugboot mit Masse 10kg beschleunigt Norden bei 2 m / s. Ein windbrauner Wester übt eine Kraft von 100 Newtons auf dem Boot aus. Was ist die neue Nordbeschleunigung des Bootes??

Lösung: Weil die Kraft senkrecht zur Bewegungsrichtung ist, hat er keinen Einfluss auf die Bewegung in diese Richtung. Das Boot beschleunigt weiterhin nach Norden bei 2 m / s.

3. Nettogewalt verstehen. Wenn mehr als eine Kraft auf ein Objekt wirkt, kombinieren Sie sie in eine Nettowaffe, bevor Sie die Beschleunigung berechnen. Für ein Problem in zwei Dimensionen sieht dies so etwas aus:

Beispielproblem: April zieht einen 400 kg-Behälter mit einer Kraft von 150 Newtons. Bob steht auf der linken Seite des Behälters und drückt mit einer Kraft von 200 Newtons. Ein Wind weht links aus 10 Newtons. Was ist die Beschleunigung des Behälters??

Lösung: Dieses Problem verwendet eine knifflige Sprache, um Sie zu versuchen, um Sie zu fangen. Zeichnen Sie ein Diagramm und Sie werden sehen, dass die Kräfte 150 Newtons richtig sind, 200 Newtons rechts, und 10 Newtons übrig. Wenn "Recht" ist die positive Richtung, die Nettowaffe beträgt 150 + 200 - 10 = 340 Newtons. Beschleunigung = F / M = 340 Newtons / 400 kg = 0.85 m / s.

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So berechnen sie die beschleunigung

Schritte

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