Nëse keni parë ndonjëherë një makinë tjetër që kalon me shpejtësi makinën tuaj pas një semafori të kuq, atëherë keni përjetuar ndryshimin në përshpejtimin në dorën tuaj. Përshpejtimi është shkalla me të cilën shpejtësia e një objekti ndryshon ndërsa lëviz. Ju mund të llogaritni nxitimin, të shprehur në metra për sekondë në sekondë, bazuar në kohën që i duhet një objekti për të ndryshuar shpejtësinë e tij, ose bazuar në forcën e ushtruar në objekt.
Hapi
Metoda 1 nga 3: Llogaritja e Përshpejtimit nga Forca
Hapi 1. Kuptoni ligjin e dytë të Njutonit për lëvizjen
Ligji i dytë i lëvizjes i Njutonit thotë se kur forca e ushtruar në një objekt është e çekuilibruar, objekti do të përshpejtohet. Ky nxitim përcaktohet nga forca rezultante në objekt, si dhe masa e vetë objektit. Përshpejtimi mund të llogaritet nëse dihet forca e ushtruar në një objekt dhe masa e objektit.
- Ligjet e Njutonit mund të përkthehen në ekuacione Fneto = m x a, me Fneto Shpreh forcën rezultante në objekt, m masën e objektit, dhe a nxitimin në objekt.
- Përdorni njësi metrike kur përdorni këtë ekuacion. Përdorni kilogramin (kg) si njësi të masës, Njutonin (N) si njësinë e forcës dhe metra në sekondë në katror (m/s2) për të shprehur nxitimin.
Hapi 2. Përcaktoni masën e objektit
Për të zbuluar masën e një objekti, mund ta peshoni atë në një ekuilibër dhe të regjistroni peshën e tij në gram. Nëse objekti që keni është shumë i madh, mund t'ju duhet një referencë për të zbuluar masën e tij. Objektet e mëdha zakonisht kanë një peshë në kilogramë (kg).
Ju duhet të konvertoni njësitë e masës në kilogramë për të vazhduar me llogaritjet me këtë ekuacion. Nëse masa e objektit tuaj shprehet në gram, ju duhet vetëm ta ndani atë vlerë me 1000 për ta kthyer atë në kilogramë
Hapi 3. Llogaritni forcën rezultante në objekt
Forca rezultuese është një forcë e pabalancuar. Nëse ka dy forca që janë të kundërta me njëra -tjetrën, dhe njëra prej tyre është më e madhe se tjetra, rezultati i dy forcave do të jetë i njëjtë me drejtimin e forcës më të madhe. Përshpejtimi ndodh kur një objekt përjeton një forcë të pabalancuar, kështu që shpejtësia e tij ndryshon për t'iu afruar forcës që e tërheq ose e shtyn atë.
- Për shembull: le të themi që ti dhe motra jote po luani luftë tërheqëse. Ju e tërhiqni litarin në të majtë me një forcë prej 5 Njutonësh, ndërsa vëllai juaj e tërheq litarin në drejtim të kundërt me një forcë prej 7 Njutonësh. Forca rezultuese në varg është 2 Njuton në të majtë, drejt vëllait tuaj.
- Për të kuptuar më mirë njësitë, kuptoni se 1 Njutoni (1 N) është e barabartë me 1 kilogram-metër/sekondë në katror (kg-m/s2).
Hapi 4. Ndryshoni ekuacionin F = ma për të zgjidhur problemin e nxitimit
Ju mund të ndryshoni rendin e formulës për të llogaritur nxitimin, duke i ndarë të dy anët e ekuacionit me masën, kështu që merrni ekuacionin: a = F/m. Për të gjetur nxitimin, ju vetëm duhet të ndani forcën me masën e objektit që e përjeton atë.
- Forca është drejtpërdrejt proporcionale me nxitimin, që do të thotë, sa më e madhe të jetë forca e përjetuar nga një objekt, nxitimi do të jetë edhe më i madh.
- Masa është anasjelltas proporcionale me nxitimin, që do të thotë, sa më shumë masë të ketë një objekt, aq më pak nxitim do të ketë.
Hapi 5. Përdorni formulën për të zgjidhur problemin e nxitimit
Përshpejtimi është i barabartë me forcën që rezulton në një objekt të ndarë me masën e tij. Pasi të keni shkruar variablat e njohur, bëni ndarjen për të gjetur nxitimin e objektit.
- Për shembull: një forcë prej 10 Njutonësh ushtrohet në të njëjtin drejtim mbi një objekt me masë 2 kg. Cili është nxitimi?
- a = F/m = 10/2 = 5 m/s2
Metoda 2 nga 3: Llogaritja e Përshpejtimit Mesatar të Dy Shpejtësive
Hapi 1. Përcaktoni ekuacionin për nxitimin mesatar
Ju mund të llogaritni nxitimin mesatar të një objekti gjatë një periudhe të caktuar kohore bazuar në shpejtësinë e tij (shpejtësia e objektit në një drejtim të caktuar), para dhe pas asaj hapësire kohore. Për ta llogaritur atë, duhet të dini ekuacionin për llogaritjen e nxitimit: a = v / t ku a përfaqëson nxitimin, v ndryshimin e shpejtësisë dhe t kohën që duhet për të ndryshuar shpejtësinë e objektit.
- Njësia e nxitimit është metra për sekondë në sekondë, ose m/s2.
- Përshpejtimi është një madhësi vektoriale, që do të thotë se ka madhësi dhe drejtim. Madhësia e nxitimit është shuma totale, ndërsa drejtimi i tij përcaktohet nga drejtimi në të cilin objekti po lëviz. Nëse objekti ngadalësohet, nxitimi do të jetë negativ.
Hapi 2. Kuptoni ndryshoret
Ju mund të përcaktoni v dhe t nga llogaritjet e mëtejshme: v = vf - vune dhe t = tf - tune me vf paraqet shpejtësinë përfundimtare, vune shpejtësia fillestare, tf koha e mbarimit, dhe tune koha fillestare.
- Meqenëse nxitimi ka një drejtim, gjithmonë duhet të zvogëloni shpejtësinë përfundimtare në shpejtësinë fillestare. Nëse e ktheni atë, drejtimi i nxitimit që merrni do të jetë i gabuar.
- Përveç nëse thuhet ndryshe në problem, koha fillestare që objekti lëviz është zakonisht 0 sekonda.
Hapi 3. Përdorni formulën për të gjetur nxitimin
Së pari, shkruani ekuacionin tuaj së bashku me të gjitha ndryshoret e njohura. Ekuacioni është a = v / t = (vf - vune)/(tf - tune) Zbres shpejtësinë përfundimtare me shpejtësinë fillestare, pastaj ndajeni rezultatin me hapësirën kohore. Rezultati është nxitimi mesatar i objektit gjatë asaj hapësire kohore.
- Nëse shpejtësia përfundimtare e objektit është më e vogël se shpejtësia e tij fillestare, nxitimi do të jetë negativ, që do të thotë se objekti po ngadalësohet.
-
Shembull 1: shpejtësia e një makine garash rritet vazhdimisht nga 18.5 m/s në 46.1 m/s në 2.47 sekonda. Sa është nxitimi mesatar?
- Shkruani ekuacionin: a = v / t = (vf - vune)/(tf - tune)
- Shkruani ndryshoret e njohura: vf = 46, 1 m/s, vune = 18.5 m/s, tf = 2, 47 s, tune = 0 s
- Zgjidh ekuacionin: a = (46, 1 - 18, 5)/2, 47 = 11, 17 metra/sekondë2.
-
Shembull 2: një çiklist ndalon në 22.4 m/s pas 2.55 sekondave të shtypjes së frenave. Përcaktoni ngadalësimin.
- Shkruani ekuacionin: a = v / t = (vf - vune)/(tf - tune)
- Shkruani ndryshoret e njohura: vf = 0 m/s, vune = 22.4 m/s, tf = 2.55 s, tune = 0 s
- Zgjidh ekuacionin: a = (0 -22, 4)/2, 55 = -8, 78 metra/sekondë2.
Metoda 3 nga 3: Rishikimi i Përgjigjeve
Hapi 1. Drejtimi i nxitimit
Koncepti i nxitimit në fizikë nuk është gjithmonë i njëjtë me atë që përdoret në jetën e përditshme. Çdo nxitim ka një drejtim, zakonisht të treguar nga një simbol pozitiv nëse ai shkon lart ose në të djathtë, ose negativ nëse është drejtuar poshtë ose në të majtë. Kontrolloni dy herë nëse përgjigja juaj ka kuptim bazuar në udhëzimet më poshtë:
| Lëvizja e makinave | Ndryshimi i Shpejtësisë së Makinës | Drejtimi i përshpejtimit |
|---|---|---|
| Lëvizni në të djathtë (+) shtypni pedalin e gazit | + → ++ (më shpejt) | pozitive |
| Lëvizni djathtas (+) shtypni frenën | ++ → + (më pak pozitiv) | negativ |
| Lëvizni majtas (-) shtypni pedalin e gazit | - → - (më negative) | negativ |
| Lëvizni majtas (-) shtypni frenën | - → - (më pak negative) | pozitive |
| Duke lëvizur me një shpejtësi konstante | mbetet e njëjtë | nxitimi është zero |
Hapi 2. Drejtimi i stilit
Mos harroni, një forcë shkakton vetëm një nxitim "në drejtim të forcës". Disa pyetje mund t'ju mashtrojnë me rezultate që nuk lidhen me përshpejtimin.
- Shembull problemi: një anije lodër me një masë prej 10 kg po lëviz me një nxitim në veri prej 2 m/s2Me Era fryn anijen në perëndim me një forcë prej 100 Njutonësh. Cili është përshpejtimi i anijes që shkon në veri pasi është fryrë nga era?
- Përgjigje: sepse drejtimi i forcës është pingul me lëvizjen e objektit, nuk ka efekt në objektet që lëvizin në atë drejtim. Anija do të vazhdojë të lëvizë drejt veriut me një përshpejtim prej 2 m/s2.
Hapi 3. Stili rezultues
Nëse forca e përjetuar nga një objekt është më shumë se një, llogaritni forcën rezultuese nga të gjithë ata para se të llogaritni nxitimin. Më poshtë është një shembull për një problem stili dy-dimensional:
- Shembull problemi: Prilli po tërheq një enë 400 kg në të majtë me një forcë prej 150 Njutonësh. Bob qëndron në anën e majtë të enës dhe shtyn me një forcë prej 200 Njutonësh. Era po fryn në të majtë me një forcë prej 10 Njutonësh. Cili është përshpejtimi i enës?
- Përgjigje: pyetjet e mësipërme japin të dhëna komplekse për t'ju mashtruar. Vizatoni një diagram dhe do të shihni një forcë prej 150 Njutonësh në të djathtë, 200 Njutonë në të majtë dhe 10 Njutonë në të majtë. Nëse "majtas" është pozitive, forca rezultuese në objekt është 150 + 200 - 10 = 340 Njutonë. Përshpejtimi i objektit = F / m = 340 Njuton / 400 kg = 0.85 m / s2.
