เนื้อหา

• ขั้นตอน

การเร่งความเร็วแสดงถึงอัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็วของวัตถุขณะเคลื่อนที่ ถ้าความเร็วของวัตถุคงที่แสดงว่าไม่ได้เร่งความเร็ว การเร่งความเร็วจะเกิดขึ้นเมื่อความเร็วของวัตถุเปลี่ยนไปเท่านั้น ถ้าความเร็วแปรผันในอัตราคงที่แสดงว่าวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ คุณสามารถคำนวณอัตราความเร่ง (เมตรต่อวินาที) โดยพิจารณาจากเวลาที่ต้องการในการเปลี่ยนแปลงจากความเร็วหนึ่งไปยังอีกความเร็วหนึ่งหรือผลของแรงที่กระทำกับวัตถุ

ขั้นตอน

ส่วนที่ 1 ของ 3: คำนวณความเร่งเฉลี่ยโดยใช้ความเร็ว

1. 

   เข้าใจนิยามของสมการ คุณสามารถคำนวณความเร่งเฉลี่ยของวัตถุในช่วงเวลาที่กำหนดได้จากความเร็วของวัตถุ (นั่นคือความเร็วของการเคลื่อนที่ในทิศทางที่กำหนด) ในช่วงเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเวลานั้น สำหรับสิ่งนี้คุณต้องทราบสมการความเร่งที่กำหนดโดย a = Δv / Δt, ที่ไหน แสดงถึงความเร่งเฉลี่ย Δv แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของความเร็วและ Δt แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงเวลา
   • หน่วยวัดความเร่งคือ เมตรต่อวินาทีกำลังสอง (สัญลักษณ์: m / s)
   • ความเร่งเป็นปริมาณเวกเตอร์นั่นคือนำเสนอโมดูลัสและทิศทาง โมดูลแสดงถึงมูลค่ารวมของความเร่งในขณะที่ทิศทางจะบอกเราถึงแนวการเคลื่อนที่ของวัตถุ (แนวตั้งหรือแนวนอน) หากความเร็วของวัตถุลดลงค่าความเร่งจะเป็นลบ

2. 

   
   
   ทำความเข้าใจตัวแปรในสมการ คุณสามารถขยายข้อกำหนด Δv และ Δt ใน Δv = v_ฉ - v_ผม และ Δt = t_ฉ - ท_ผม, ที่ไหน โวลต์_ฉ แสดงถึงความเร็วสุดท้าย โวลต์_ผม แสดงถึงความเร็วเริ่มต้น เสื้อ_ฉ แสดงถึงเวลาสุดท้ายและ เสื้อ_ผม แสดงเวลาเริ่มต้น
   • เนื่องจากความเร่งมีทิศทางสิ่งสำคัญคือต้องลบความเร็วเริ่มต้นออกจากความเร็วสุดท้ายเสมอ หากคุณเปลี่ยนลำดับความเร็วทิศทางการเร่งความเร็วของคุณจะไม่ถูกต้อง
   • เวลาเริ่มต้นมักจะเท่ากับ 0 (เว้นแต่จะระบุไว้ในคำถาม)

3. 

   
   
   ใช้สูตรเพื่อหาค่าความเร่ง. ในการเริ่มต้นให้เขียนสมการและตัวแปรทั้งหมด สมการที่เราเห็นด้านบนคือ a = Δv / Δt = (v_ฉ - v_ผม) / (ท_ฉ - ท_ผม). ลบความเร็วเริ่มต้นออกจากความเร็วสุดท้ายแล้วหารผลลัพธ์ด้วยช่วงเวลา ผลลัพธ์ของการหารจะเท่ากับค่าความเร่งเฉลี่ยที่วัตถุได้รับในช่วงเวลานี้
   • ถ้าความเร็วสุดท้ายน้อยกว่าความเร็วเริ่มต้นความเร่งจะเป็นค่าลบหรืออัตราการชะลอตัวของวัตถุ
   • ตัวอย่างที่ 1: รถแข่งเร่งความเร็วสม่ำเสมอจาก 18.5 m / s เป็น 46.1 m / s ใน 2.47 วินาที หาค่าความเร่งเฉลี่ยของคุณ
     • เขียนสมการ: a = Δv / Δt = (v_ฉ - v_ผม) / (ท_ฉ - ท_ผม)
     • กำหนดค่าของตัวแปร: โวลต์_ฉ = 46.1 เมตร / วินาที โวลต์_ผม = 18.5 ม. / วินาที เสื้อ_ฉ = 2.47 วินาที เสื้อ_ผม = 0 วินาที
     • แก้สมการ: = (46.1 - 18.5) / 2.47 = 11.17 ม. / วินาที
   • ตัวอย่างที่ 2: ผู้ขับขี่รถจักรยานยนต์เดินทางด้วยความเร็ว 22.4 เมตร / วินาทีและสำหรับรถจักรยานยนต์ 2.55 วินาทีหลังจากใช้เบรก ค้นหาคุณค่าของการชะลอตัวของคุณ
     • เขียนสมการ: a = Δv / Δt = (v_ฉ - v_ผม) / (ท_ฉ - ท_ผม)
     • กำหนดค่าของตัวแปร: โวลต์_ฉ = 0 เมตร / วินาที โวลต์_ผม = 22.4 ม. / วินาที เสื้อ_ฉ = 2.55 วินาที เสื้อ_ผม = 0 วินาที
     • แก้สมการ: = (0 - 22.4) / 2.55 = -8.78 ม. / วินาที

ส่วนที่ 2 ของ 3: คำนวณความเร่งโดยใช้แรงที่เกิดขึ้น

1. 

   
   
   เข้าใจนิยามของกฎข้อที่สองของ นิวตัน. กฎข้อที่สองของ นิวตัน (เรียกอีกอย่างว่าหลักการพื้นฐานของพลวัต) กล่าวว่าวัตถุเร่งความเร็วเมื่อแรงที่กระทำต่อมันไม่สมดุล ความเร่งนี้ขึ้นอยู่กับแรงที่เกิดขึ้นที่กระทำต่อวัตถุและมวลของวัตถุ ด้วยกฎนี้ความเร่งสามารถคำนวณได้เมื่อแรงที่ทราบกระทำต่อวัตถุที่มีมวลที่ทราบ
   • กฎข้อที่สองของ นิวตัน สามารถแสดงได้ด้วยสมการ F_{ส่งผลให้} = ม. x ก, ที่ไหน F_{ส่งผลให้} แสดงถึงแรงผลลัพธ์ที่กระทำกับวัตถุ ม. แสดงถึงมวลของวัตถุและ แสดงถึงการเร่งความเร็วของวัตถุ
   • เมื่อใช้สมการนี้ให้ใช้หน่วยวัด SI (International System of Units) ใช้กิโลกรัม (กก.) สำหรับมวล นิวตัน (N) สำหรับแรงและเมตรต่อวินาทีกำลังสอง (m / s) สำหรับความเร่ง

2. 

   ค้นหามวลของวัตถุ ในการหามวลของวัตถุให้ใช้มาตราส่วน (เชิงกลหรือดิจิตอล) เพื่อให้ได้ค่าเป็นกรัม หากวัตถุมีขนาดใหญ่มากคุณอาจต้องหาข้อมูลอ้างอิงบางอย่างที่สามารถให้ค่าของมวลของมันได้ ในกรณีของวัตถุขนาดใหญ่มวลมักจะแสดงเป็นกิโลกรัม (กก.)
   • เพื่อใช้ในสมการนี้มวลจะต้องถูกแปลงเป็นกิโลกรัม ถ้าค่ามวลเป็นกรัมให้หารด้วย 1,000 เพื่อแปลงเป็นกิโลกรัม

3. 

   คำนวณแรงที่เกิดขึ้นที่กระทำต่อวัตถุ แรงที่เกิด (หรือผลจากกองกำลัง) คือแรงที่ไม่สมดุล หากคุณมีแรงสองแรงในทิศทางตรงกันข้ามที่กระทำต่อวัตถุและกองหนึ่งมีค่ามากกว่าอีกแรงหนึ่งคุณจะมีแรงส่งผลในทิศทางของแรงที่มากขึ้น ความเร่งเป็นผลมาจากแรงที่ไม่สมดุลที่กระทำต่อวัตถุและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความเร็วในทิศทางเดียวกับแรงที่ดึงหรือผลัก
   • ตัวอย่าง: ลองนึกภาพว่าคุณกับพี่ชายกำลังเล่นชักเย่อ คุณดึงเชือกไปทางซ้ายด้วยแรง 5 นิวตันในขณะที่เขาดึงเชือกไปในทิศทางตรงกันข้ามด้วยแรง 7 นิวตัน. ผลลัพธ์ของแรงที่กระทำต่อเชือกคือ 2 นิวตัน ไปทางขวา (ไปทางพี่ชายของคุณ)
   • 1 นิวตัน (N) เทียบเท่ากับ 1 กิโลกรัมคูณเมตรต่อวินาทีกำลังสอง (kg * m / s)

4. 

   จัดเรียงสมการใหม่ F = มะ เพื่อคำนวณความเร่ง คุณสามารถแก้ไขสูตรของกฎข้อที่สองของ นิวตัน เพื่อให้สามารถค้นหาความเร่งได้ สำหรับสิ่งนี้ให้หารทั้งสองข้างของสมการด้วยมวลและคุณจะมาถึงนิพจน์ ก = F / m. ในการคำนวณค่าความเร่งให้หารแรงด้วยมวลของวัตถุที่กำลังเร่ง
   • แรงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความเร่ง ดังนั้นยิ่งแรงมากความเร่งก็ยิ่งมากขึ้น
   • มวลแปรผกผันกับความเร่ง ดังนั้นยิ่งมวลมากความเร่งก็จะยิ่งลดลง

5. 

   ใช้สูตรเพื่อหาค่าความเร่ง. ความเร่งเท่ากับผลหารของการหารของแรงที่เกิดขึ้นที่กระทำต่อวัตถุโดยมวลของวัตถุ หลังจากที่คุณแทนที่ค่าของตัวแปรแล้วให้แก้การหารอย่างง่ายเพื่อให้ได้ค่าความเร่งของวัตถุ
   • ตัวอย่าง: กำลัง 10 นิวตัน ทำหน้าที่อย่างสม่ำเสมอกับมวล 2 กก. คำนวณความเร่งของวัตถุ
   • ก = F / m = 10/2 = 5 ม. / วินาที

ส่วนที่ 3 ของ 3: ตรวจสอบความรู้ของคุณ

1. ทิศทางการเร่งความเร็ว แนวคิดทางกายภาพของความเร่งไม่สอดคล้องกับวิธีที่ใช้ในชีวิตประจำวันเสมอไป ทุกความเร่งมีทิศทาง: โดยทั่วไปเราบอกว่าเป็นบวกหากมุ่งไปที่ ขึ้น หรือถึง ขวา และลบหากมุ่งเน้นไปที่ ต่ำ หรือถึง ซ้าย. ดูตารางด้านล่างและดูว่าความละเอียดของคุณเหมาะสมหรือไม่:

2. 

   บังคับทิศทาง ข้อควรจำ: แรงทำให้เกิดความเร่งเท่านั้น ในทิศทางที่ดำเนินการ. ปัญหาบางอย่างอาจให้ข้อมูลที่ไม่เกี่ยวข้องเพื่อทำให้คุณสับสน
   • ตัวอย่าง: เรือของเล่นที่มีมวล 10 กก. ถูกเร่งไปที่ 2 m / s ในทิศทางเหนือ ลมพัดไปทางทิศตะวันตกโดยมีกำลัง 100 นิวตัน บนของเล่น คำนวณอัตราเร่งทิศเหนือใหม่ของเรือ
   • คำตอบ: เนื่องจากแรงของลมตั้งฉากกับทิศทางการเคลื่อนที่จึงไม่ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ในทิศทางนั้น ดังนั้นเรือจะยังคงเร่งความเร็วที่ 2 m / s ในทิศทางเหนือ

3. 

   แรงส่งผล หากมีแรงกระทำต่อวัตถุมากกว่าหนึ่งแรงคุณต้องรวมแรงเหล่านั้นเข้าด้วยกันเพื่อหาแรงที่เกิดก่อนคำนวณความเร่ง ในคำถามที่เกี่ยวข้องกับสองมิติความละเอียดจะเป็นดังนี้:
   • ตัวอย่าง: Ana ดึงกล่อง 400 กก. ไปทางขวาด้วยแรง 150 นิวตัน. คาร์ลอสอยู่ทางซ้ายของกล่องและผลักมันด้วยแรง 200 นิวตัน. ลมพัดไปทางซ้ายออกแรง 10 นิวตัน. คำนวณความเร่งของกล่อง
   • คำตอบ: ปัญหานี้ใช้ภาษาที่ซับซ้อนเพื่อพยายามทำให้ผู้อ่านสับสน เมื่อวาดแผนภาพของปัญหาคุณจะเห็นว่ากองกำลังที่กระทำกับกล่องคือ 150 นิวตัน ถูกต้อง 200 นิวตัน ขวาและ 10 นิวตัน ไปทางซ้าย. หากทิศทางที่นำมาใช้เป็นบวกคือ "ถูก" แรงที่ได้จะเป็น 150 + 200 - 10 = 340 นิวตัน. ดังนั้นความเร่ง = F / m = 340 นิวตัน / 400 กก. = 0.85 ม. / วินาที