- Gia tốc, tốc độ và tốc độ
- Cách tính Gia tốc Trung bình
- Đáp lại
- Đáp lại
- Bài tập đã giải quyết
- Đáp lại
- Người giới thiệu
Gia tốc trung bình tại m là độ lớn mô tả sự biến thiên vận tốc của hạt trong thời gian. Nó quan trọng, bởi vì nó cho thấy các biến thể mà chuyển động trải qua.
Để biểu thị độ lớn này bằng các thuật ngữ toán học, cần phải xem xét hai tốc độ và hai thời điểm của thời gian, được ký hiệu tương ứng là v 1 và v 2 , và t 1 và t 2 .
Gia tốc trung bình là một tham số động học rất quan trọng. Nguồn: Pixabay.
Kết hợp các giá trị theo định nghĩa được cung cấp, sẽ thu được biểu thức sau:
Trong hệ thống quốc tế SI, các đơn vị cho một m sẽ là m / s 2 , mặc dù các đơn vị khác liên quan đến độ dài trên mỗi đơn vị thời gian bình phương sẽ như vậy.
Ví dụ, có km / h có nghĩa là "ki lô mét trên giờ và trên giây". Lưu ý rằng đơn vị thời gian xuất hiện hai lần. Nghĩ đến việc di động chuyển động trên một đường thẳng, nghĩa là cứ trôi qua một giây thì di động tăng vận tốc thêm 1 km / h. Hoặc nó giảm 1 km / h cho mỗi giây trôi qua.
Gia tốc, tốc độ và tốc độ
Mặc dù gia tốc có liên quan đến sự gia tăng tốc độ, nhưng sự thật là quan sát kỹ định nghĩa, hóa ra rằng bất kỳ sự thay đổi nào về tốc độ đều ngụ ý sự tồn tại của gia tốc.
Và tốc độ không nhất thiết phải luôn thay đổi về độ lớn. Nó có thể xảy ra rằng điện thoại di động chỉ thay đổi hướng và giữ tốc độ của nó không đổi. Vẫn có một sự gia tốc có trách nhiệm của sự thay đổi này.
Một ví dụ về trường hợp này là một chiếc ô tô tạo ra một khúc cua với tốc độ không đổi là 60 km / h. Xe chịu tác dụng của gia tốc có nhiệm vụ thay đổi hướng vận tốc để xe chạy theo đường cong. Người lái xe áp dụng nó bằng cách sử dụng vô lăng.
Gia tốc như vậy được hướng vào trung tâm của con đường cong, để giữ cho ô tô không đi khỏi nó. Nó nhận được tên của gia tốc hướng tâm hoặc pháp tuyến . Nếu gia tốc hướng tâm bị hủy đột ngột, ô tô không thể tiếp tục đi quanh khúc cua và sẽ tiếp tục đi trên một đường thẳng.
Một chiếc ô tô đi quanh một đường cong là một ví dụ về chuyển động theo hai chiều, trong khi khi nó đi trên một đường thẳng, chuyển động của nó là một chiều. Trong trường hợp này, tác dụng duy nhất của việc tăng tốc là thay đổi tốc độ của ô tô.
Gia tốc này được gọi là gia tốc tiếp tuyến . Nó không dành riêng cho chuyển động một chiều. Chiếc xe đi quanh khúc cua với vận tốc 60 km / h có thể đồng thời tăng tốc lên 70 km / h khi đang lấy nó. Trong trường hợp này người lái cần sử dụng cả vô lăng và chân ga.
Nếu chúng ta xem xét chuyển động một chiều, gia tốc trung bình có cách giải thích hình học tương tự như tốc độ trung bình, như độ dốc của đường thẳng cắt đường cong tại các điểm P và Q của đồ thị tốc độ so với thời gian.
Điều này có thể được nhìn thấy trong hình sau:
Giải thích hình học của gia tốc trung bình. Nguồn: Nguồn: す じ に く シ チ ュ ー.
Cách tính Gia tốc Trung bình
Hãy xem một số ví dụ để tính gia tốc trung bình trong các tình huống khác nhau:
I) Tại một thời điểm nhất định, một vật chuyển động thẳng đứng trên một đường thẳng có vận tốc + 25 km / h và 120 giây sau nó có vận tốc -10 km / h. Gia tốc trung bình là bao nhiêu?
Đáp lại
Vì chuyển động là một chiều, ký hiệu vectơ có thể được phân phối với, trong trường hợp đó:
v o = +25 km / h = +6,94 m / s
v f = -10 km / h = - 2,78 m / s
Δt = 120 s
Bất cứ khi nào bạn có một bài tập có cường độ hỗn hợp như bài này, trong đó có giờ và giây, bạn cần phải chuyển tất cả các giá trị sang cùng một đơn vị.
Vì nó là một chuyển động một chiều, ký hiệu vectơ đã được phân phối với.
II) Một người đi xe đạp đi về hướng Đông với vận tốc 2,6 m / s và 5 phút sau đi về hướng Nam với vận tốc 1,8 m / s. Tìm gia tốc trung bình của nó.
Đáp lại
Chuyển động không phải là một chiều, do đó ký hiệu vectơ được sử dụng. Các vectơ đơn vị i và j chỉ hướng cùng với quy ước về dấu hiệu sau đây, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tính toán:
- Bắc: + j
- Miền Nam: - j
- Đông: + i
- Tây: - tôi
v 2 = - 1,8 j m / s
v 1 = + 2,6 i m / s
Δt = 5 phút = 300 giây
v f = v 0 + at = gt (v 0 = 0)
Trong đó a = g = 9,8 m / s 2
Bài tập đã giải quyết
Một vật được thả từ độ cao vừa đủ. Tìm vận tốc sau 1,25 giây.
Đáp lại
v o = 0, vì đối tượng được thả, thì:
v f = gt = 9,8 x 1,25 m / s = 12,25 m / s, hướng thẳng đứng xuống đất. (Chiều thẳng đứng đi xuống đã được coi là chiều dương).
Khi vật đến gần mặt đất, vận tốc của nó tăng thêm 9,8 m / s trong mỗi giây trôi qua. Khối lượng của vật không tham gia. Hai vật khác nhau, được thả từ cùng một độ cao và đồng thời, có cùng vận tốc khi chúng rơi.
Người giới thiệu
- Giancoli, D. Vật lý. Nguyên tắc với Ứng dụng. Phiên bản thứ sáu. Sảnh Prentice. 21- 35.
- Resnick, R. (1999). Vật lý. Tập 1. Ấn bản thứ ba bằng tiếng Tây Ban Nha. Mexico. Compañía Editorial Continental SA de CV 20-34.
- Serway, R., Jewett, J. (2008). Vật lý cho Khoa học và Kỹ thuật. Tập 1. 7 ma . Phiên bản. Mexico. Các biên tập viên của Cengage Learning. 21-39.