Accélération de problèmes de physique

En termes de physique, accélération

est le montant par lequel vos changements de vitesse dans un laps de temps donné. En termes d'équations, il fonctionne comme ceci:

Compte tenu des vitesses initiales et finales, v_je et v_F, et le temps initial et final sur lequel votre vitesse changé, t_je et t_F, vous pouvez également écrire l'équation comme ceci:

Pour obtenir les unités de l'accélération, la vitesse vous divisez par le temps comme suit:

Déplacement au fil du temps au carré? Ne laissez pas que vous jetez. Vous vous retrouvez avec temps au carré dans le dénominateur juste parce qu'elle est la vitesse divisé par le temps - qui est quelque chose que vous vous habituez à la résolution de problèmes de physique. En d'autres termes, l'accélération est la taux à laquelle votre vitesse ou des changements de vitesse parce que les taux ont le temps dans le dénominateur.

Donc, pour l'accélération, vous pouvez vous attendre à voir les unités de mètres par seconde², ou centimètres par seconde², ou en miles par seconde², ou les pieds par seconde², ou même kilomètres par heure². Rappelez-vous que mètres par seconde² vraiment signifie simplement mètres par seconde par seconde. Vous pouvez également avoir des unités de l'accélération comme miles par heure par seconde ou en kilomètres par heure par minute.

Comme la vitesse, l'accélération a grandeur et la direction. Par exemple, une voiture pourrait être déplace à 25 m / s au nord que ce qu'il atteigne un feu de freinage rouge. Une accélération de -5 m / s² (qui est, une accélération vers le sud) peut ramener la voiture en toute sécurité à un arrêt à la lumière. Une accélération de +5 m / s² entraînera probablement un accident!

Exemple de question

1. Supposons que vous êtes au volant 90,0 kilomètres à l'heure et de voir soudain les lumières clignotantes rouges dans le rétroviseur. «Génial», vous pensez, et vous tirez sur, en prenant 20,0 secondes pour venir à un arrêt. Quelle a été votre accélération moyenne, en m / sec²?

   -1,25 m / sec²

1. Première convertir en kilomètres par seconde:

   
2. 
   
   
   
   

   Convertir de kilomètres par seconde pour mètres par seconde:

   

3. 3.Quelle a été votre accélération? Ce calcul se présente comme suit:

   

   En d'autres termes, -1.25 m / s², pas +1,25 m / s². Il ya une grande différence entre positif et négatif en termes de résolution des problèmes de physique - et en termes d'application de la loi. Si vous accélérées à 1,25 m / s² au lieu d'accélérer à -1.25 m / s², vous finiriez aller à 180 kilomètres par heure à la fin de 20.0 secondes, de 0 kilomètres par heure.

En d'autres termes, la signe de l'accélération vous dit Comment la vitesse est en train de changer. Un moyen d'accélération positive la vitesse augmente dans le sens positif, et une accélération négative (également connu comme ralentissement) Vous indique la vitesse augmente dans le sens négatif. Notez que ce ne sont pas les mêmes que si votre vitesse est croissante ou décroissante. Par exemple, une voiture qui a une vitesse de -25 m / s et une accélération de 3 m / s² est croissant en vitesse.

Questions pratiques

1. Une fusée va atterrir sur la Lune en exactement 2,0 heures. Il ya un seul problème: Ça va 17.000 miles à l'heure.

   Qu'est-ce que son accélération besoin d'être, en miles par seconde², à atterrir sur la lune en toute sécurité à 0.0 miles par heure?

2. Vous êtes arrêté à un feu rouge quand vous voyez un SUV monstre carénage vers vous.

   Dans un calcul de foudre, vous déterminer vous avez 0,8 secondes avant qu'il ne vous frappe et vous devez être va au moins 1,0 miles à l'heure de l'avant à ce moment pour éviter le SUV. Quel doit être votre accélération, en miles par heure²? Pouvez-vous éviter le SUV?

3. 3.Une balle vient se reposer dans un bloc de bois dans 1,0 x 10^-2 seconde, avec une accélération de -8,0 x 10⁴ Mlle².

   Quelle était sa vitesse d'origine, en mètres par seconde?

4. La lumière devient rouge, et vous soulager à une halte. Vérification de votre chronomètre, vous voyez que vous avez arrêté en 4,5 secondes. Votre accélération était de 1,23 x 10^-3 miles par seconde² dans une direction opposée à votre vitesse originale.

   Quelle a été votre vitesse originale en miles par heure?

Voici les réponses aux questions pratiques:

1. 6,6 x 10^-4 miles par seconde²

1. Commencez par la conversion de 17.000 miles par heure en miles par seconde:

   

2. Pour atterrir sur la lune, v_F doit être 0 miles par seconde, et t_F - t_o = 2,0 heures, ou 2,0 x 3.600 = 7.200 secondes secondes, de sorte que:

   

3. Le calcul de ce rendement

   

   Ainsi, la fusée a besoin d'une accélération constante de 6,6 x 10^-4 miles par seconde² dans une direction opposée à la vitesse initiale de la fusée d'atterrir sur la Lune à une vitesse de 0 miles par seconde, touchant légèrement.

4,5 x 10³ miles par heure². Vous pourrez éviter la collision.

Commencez par la conversion de 0,8 secondes en heures pour obtenir toutes les quantités dans les unités que vous voulez - miles et des heures:

Calculez l'accélération nécessaire pour vous rendre à 1.0 miles par heure:

800 m / s

Vous pouvez calculer le changement de vitesse, car il est l'accélération multipliée par le temps:

Donc, si la balle a perdu 800 m / s de vitesse à venir à un repos (v = 0), il doit avoir été va de 800 m / s à l'origine.

20 miles par heure

Le changement de vitesse est multipliée par l'accélération du temps, de sorte que:

Convertir ce résultat en miles par heure: