Aceleração em Física Problemas

Em termos de física, aceleração

é o valor pelo qual as alterações de velocidade em um determinado período de tempo. Em termos de equações, funciona assim:

Dado velocidades iniciais e finais, v_Eu e v_f, e os tempos iniciais e finais sobre a qual a sua velocidade alterada, t_Eue t_f, você também pode escrever a equação como esta:

Para obter as unidades de aceleração, você dividir velocidade pelo tempo da seguinte forma:

Deslocamento ao longo do tempo ao quadrado? Não deixe que as almofadas você. Você acaba com o tempo ao quadrado no denominador só porque ele é a velocidade dividida pelo tempo - isso é algo que você se acostumar com a resolução de problemas de física. Em outras palavras, é a aceleração taxa em que sua velocidade ou velocidade mudanças porque as taxas têm tempo no denominador.

Assim, para a aceleração, você pode esperar para ver unidades de metros por segundo², ou centímetros por segundo², ou milhas por segundo², ou pés por segundo², ou mesmo quilômetros por hora². Lembre-se que metros por segundo² realmente apenas significa metros por segundo por segundo. Você também pode ter unidades de aceleração, como milhas por hora por segundo ou quilómetros por hora por minuto.

Como velocidade, aceleração tem magnitude e direção. Por exemplo, um carro pode estar viajando a 25 m / s North vez que atinge um semáforo vermelho. Uma aceleração de -5 m / s² (Isto é, uma aceleração para o sul) pode trazer o carro com segurança para uma parada no semáforo. Uma aceleração de +5 m / s² irá provavelmente resultar em um acidente!

pergunta amostra

1. Suponha que você está dirigindo 90,0 quilômetros por hora e de repente ver as luzes vermelhas piscando no espelho retrovisor. "Grande", você pensa, e você encostar, tendo 20,0 segundos para chegar a uma paragem. Qual foi a sua aceleração média, em m / seg²?

   -1,25 m / seg²

1. Primeiro converter em quilómetros por segundo:

   
2. Converter de quilômetros por segundo para metros por segundo:

   

3. 3. Qual foi a sua aceleração? Esse cálculo parece com isso:

   

   Em outras palavras, -1.25 m / s², não +1,25 m / s². Há uma grande diferença entre positivo e negativo em termos de resolver problemas de física - e em termos de aplicação da lei. Se você acelerou a 1,25 m / s² em vez de acelerar a -1,25 m / s², você pode acabar indo de 180 quilómetros por hora no final de 20,0 segundos, não 0 quilómetros por hora.

Em outras palavras, o placa da aceleração lhe diz como a velocidade está mudando. Uma aceleração positiva significa que a velocidade está a aumentar no sentido positivo, e uma aceleração negativa (também conhecido como abrandamento) Diz que a velocidade está aumentando no sentido negativo. Note que isto não é o mesmo que se sua velocidade está aumentando ou diminuindo. Por exemplo, um carro que tem uma velocidade de -25 m / s e uma aceleração de @ 3 m / s²é aumentando em velocidade.

questões práticas

1. Um foguete vai pousar na Lua em exatamente 2,0 horas. Há apenas um problema: Vai 17.000 milhas por hora.

   O que faz a sua aceleração precisa ser, em milhas por segundo², a pousar na Lua com segurança em 0,0 milhas por hora?

2. Você está parado em um sinal vermelho quando você ver um SUV monstro inclinando em sua direção.

   Em um cálculo relâmpago, você determina que você tem 0.8 segundos antes que ele bate em você e você deve estar indo pelo menos 1,0 milhas por hora para a frente naquele momento para evitar o SUV. O que deve a sua aceleração ser, em milhas por hora²? você pode evitar o SUV?

3. 3.A bala vem para descansar em um bloco de madeira em 1,0 x 10^-2 segundo, com uma aceleração de -8,0 x 10⁴ Senhora².

   Qual foi a sua velocidade original, em metros por segundo?

4. A luz fica vermelha, e você aliviar a um impasse. Verificando o seu cronômetro, você vê que você parou em 4,5 segundos. Sua aceleração foi de 1,23 x 10^-3 milhas por segundo²em uma direção oposta à sua velocidade inicial.

   Qual foi a sua velocidade original em milhas por hora?

Seguem-se respostas para as questões práticas:

1. 6,6 x 10^-4 milhas por segundo²

1. Comece convertendo 17.000 milhas por hora em milhas por segundo:

   

2. Para pousar na Lua, v_fdeve ser 0 milhas por segundo, e t_f - t_o = 2,0 horas, ou 2,0 x 3.600 segundos = 7.200 segundos, assim:

   

3. Cálculo deste rendimentos

   

   Assim, o foguete necessita de uma aceleração constante de 6,6 x 10^-4 milhas por segundo² em uma direção oposta à velocidade inicial do foguete para pousar na Lua a uma velocidade de 0 milhas por segundo, tocando levemente para baixo.

4,5 x 10³ milhas por hora². Você vai evitar a colisão.

Comece convertendo 0,8 segundos em horas para obter todas as quantidades em unidades que você quer - milhas e horas:

Calcule a aceleração necessária para levá-lo a 1,0 milhas por hora:

800 m / s

Você pode calcular a variação da velocidade, porque é a aceleração multiplicado pelo tempo:

Então, se a bala perdida 800 m / s de velocidade para chegar a um descanso (v = 0), ele deve ter sido indo de 800 m / s originalmente.

20 milhas por hora

A alteração na velocidade de aceleração é multiplicada pelo tempo, de modo que:

Converter esse resultado em milhas por hora: