Hızlanma nasıl bulunur ve hangi hızlanmanın belirlenmesine yardımcı olur

2024 Yazar: Angel Austin | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 05:44

Hızlanma tanıdık bir kelimedir. Bir mühendis değil, çoğunlukla haber makalelerinde ve konularda karşımıza çıkıyor. Kalkınma, işbirliği ve diğer sosyal süreçlerin hızlandırılması. Bu kelimenin orijinal anlamı fiziksel fenomenlerle bağlantılıdır. Hareket eden bir cismin ivmesi veya aracın gücünün bir göstergesi olarak ivme nasıl bulunur? Başka anlamları olabilir mi?

0 ile 100 arasında ne olur (terim tanımı)

Arabanın gücünün göstergesi, sıfırdan yüzlerceye hızlanma zamanı olarak kabul edilir. Ama arada ne olur? İddia edilen 11 saniye ile Lada Vesta'mızı düşünün.

İvmenin nasıl bulunacağına ilişkin formüllerden biri şu şekilde yazılmıştır:

a=(V₂ – V₁) / t

Bizim durumumuzda:

a – ivme, m/s∙s

V1 – başlangıç hızı, m/s;

V2 – son hız, m/s;

t – zaman.

Verileri SI sistemine getirelim, yani km/h m/s cinsinden yeniden hesaplayacağız:

100 km/sa=100000 m /3600 sn=27,28 m/sn.

Artık Kalina'nın ivmesini bulabilirsiniz:

a=(27, 28 – 0) / 11=2,53 m/s∙s

Bu sayılar ne anlama geliyor? Saniyede 2,53 metre hızlanma, her saniye arabanın hızının 2,53 m/s arttığını gösterir.

Bir yerden başlarken (sıfırdan):

• ilk saniyede araba 2,53 m/s hıza çıkacak;
• saniye için - 5,06 m/s'ye kadar;
• Üçüncü saniyenin sonunda hız 7,59 m/s olacak, vb.

Böylece özetleyebiliriz: ivme, zaman birimi başına bir noktanın hızındaki artıştır.

Newton'un ikinci yasası, bu kolay

Yani, hızlanma değeri hesaplanır. Bu ivmenin nereden geldiğini, birincil kaynağının ne olduğunu sormanın zamanı geldi. Tek bir cevap var - güç. Arabanın hızlanmasına neden olan, tekerleklerin aracı ileri ittiği kuvvettir. Ve bu kuvvetin büyüklüğü biliniyorsa ivme nasıl bulunur? Bu iki nicelik ile bir maddesel noktanın kütlesi arasındaki ilişki Isaac Newton tarafından kurulmuştur (bu, başına bir elma düştüğü gün olmadı, sonra başka bir fizik kanunu keşfetti).

Ve bu yasa şöyle yazılmıştır:

F=m ∙ a, nerede

F – kuvvet, N;

m – kütle, kg;

a – ivme, m/s∙s.

Rus otomobil endüstrisinin ürününe atıfta bulunarak, tekerleklerin arabayı ileri ittiği kuvveti hesaplayabilirsiniz.

F=m ∙ a=1585 kg ∙ 2,53 m/s∙s=4010 N

veya 4010/9,8=409 kg∙s

Bu, gaz pedalını bırakmazsanız arabanın ses hızına ulaşana kadar hızlanacağı anlamına mı geliyor? Tabii ki değil. Zaten 70 km/sa (19.44 m/s) hıza ulaştığında, hava sürtünmesi 2000 N'ye ulaşıyor.

Lada'nın böyle bir hızla "uçtuğu" andaki ivme nasıl bulunur?

a=F / m=(F_tekerlekler – F_direnç.) / m=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 m/s∙s

Gördüğünüz gibi formül, motorların mekanizmaya etki ettiği kuvveti (diğer kuvvetler: rüzgar, su akışı, ağırlık vb.) bilerek hem ivmeyi hem de tam tersini bulmanızı sağlar.

Hızlanmayı neden bilmeniz gerekiyor

Öncelikle, herhangi bir maddi cismin ilgilenilen zamandaki hızını ve konumunu hesaplamak için.

Diyelim ki "Lada Vesta"mız, yokluğundan dolayı önden hava direncinin olmadığı Ay'da hızlanıyor, o zaman bir aşamada ivmesi sabit olacak. Bu durumda aracın hızını starttan 5 saniye sonra belirliyoruz.

V=V₀ + a ∙ t=0 + 2,53 ∙ 5=12,65 m/s

veya 12,62 ∙ 3600 / 1000=45,54 km/sa

V₀ – başlangıç noktası hızı.

Ay arabamız şu anda başlangıçtan ne kadar uzakta olacak? Bunu yapmanın en kolay yolu, koordinatları belirlemek için evrensel formülü kullanmaktır:

x=x₀ + V₀t + (²'da) / 2

x=0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 5²) / 2=31,63 m

x₀ – başlangıçnokta koordinatı.

Bu tam olarak Vesta'nın 5 saniye içinde başlangıç çizgisini terk etmek için zamana sahip olacağı mesafedir.

Fakat aslında, belirli bir zamanda bir noktanın hızını ve ivmesini bulmak için, gerçekte diğer birçok faktörü hesaba katmak ve hesaplamak gerekir. Tabii ki, Lada Vesta aya çarparsa, yakında olmayacak, yeni enjeksiyon motorunun gücüne ek olarak hızlanması sadece hava direncinden etkilenmez.

Motorun farklı hızlarında, farklı bir efor verir, bu, devreye giren dişli sayısını, tekerleklerin yola yapışma katsayısını, bu yolun eğimini hesaba katmaz, rüzgar hızı ve çok daha fazlası.

Başka hangi ivmeler var

Güç, vücudun düz bir çizgide ilerlemesini sağlamaktan fazlasını yapabilir. Örneğin, Dünya'nın yerçekimi kuvveti, Ay'ın uçuş yolunu sürekli olarak etrafımızda dönecek şekilde eğrilmesine neden olur. Bu durumda aya etki eden bir kuvvet var mıdır? Evet, bu Newton tarafından bir elmanın yardımıyla keşfedilen kuvvetin aynısıdır - çekim kuvveti.

Ve doğal uydumuza verdiği ivmeye merkezcil denir. Ay'ın yörüngesindeki ivmesi nasıl bulunur?

a_ц=V² / R=4π²R / T 2 ^nerede

a_c – merkezcil ivme, m/s∙s;

V, Ay'ın yörüngesindeki hızıdır, m/s;

R – yörünge yarıçapı, m;

T– Ay'ın Dünya çevresindeki devrimi dönemi, s.

a_c=4 π² 384 399 000 / 2360591²=0, 002723331 m /s∙s