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• Schritte

Die Beschleunigung gibt die Änderungsrate der Geschwindigkeit eines Objekts während seiner Bewegung an. Wenn die Geschwindigkeit eines Objekts konstant bleibt, bedeutet dies, dass es nicht beschleunigt. Die Beschleunigung erfolgt nur, wenn sich die Geschwindigkeit des Objekts ändert. Wenn sich die Geschwindigkeit mit konstanter Geschwindigkeit ändert, sagen wir, dass sich das Objekt mit konstanter Beschleunigung bewegt. Sie können die Beschleunigungsrate (in Metern pro Sekunde) basierend auf der Zeit berechnen, die erforderlich ist, um von einer Geschwindigkeit zur anderen zu variieren, oder auf der Grundlage der auf das Objekt ausgeübten Kräfte.

Schritte

Teil 1 von 3: Berechnen Sie die durchschnittliche Beschleunigung anhand der Geschwindigkeiten

1. 

   Verstehe die Definition der Gleichung. Sie können die durchschnittliche Beschleunigung eines Objekts für einen bestimmten Zeitraum aus seiner Geschwindigkeit (dh der Geschwindigkeit seiner Bewegung in eine bestimmte Richtung) zu Beginn und am Ende dieser Zeit berechnen. Dazu müssen Sie die Beschleunigungsgleichung kennen, die durch gegeben ist a = Δv / Δt, Wo Das stellt die mittlere Beschleunigung dar, Δv repräsentiert die Variation in der Geschwindigkeit und Δt repräsentiert zeitliche Variation.
   • Die Maßeinheit für die Beschleunigung ist Meter pro Sekunde im Quadrat (Symbol: m / s).
   • Die Beschleunigung ist eine Vektorgröße, dh sie zeigt den Modul und die Richtung an. Das Modul stellt den Gesamtwert der Beschleunigung dar, während die Richtung die Ausrichtung der Bewegung des Objekts angibt (vertikal oder horizontal). Wenn die Geschwindigkeit des Objekts abnimmt, ist sein Beschleunigungswert negativ.

2. 

   
   
   Verstehe die Variablen in der Gleichung. Sie können die Begriffe erweitern Δv und Δt im Δv = v_f - v_ich und Δt = t_f - t_ich, Wo v_f stellt die Endgeschwindigkeit dar, v_ich stellt die Anfangsgeschwindigkeit dar, t_f repräsentiert die letzte Zeit und t_ich repräsentiert die Startzeit.
   • Da die Beschleunigung eine Richtung hat, ist es wichtig, immer die Anfangsgeschwindigkeit von der Endgeschwindigkeit zu subtrahieren. Wenn Sie die Reihenfolge der Geschwindigkeiten ändern, ist die Richtung Ihrer Beschleunigung falsch.
   • Die Startzeit ist normalerweise gleich 0 (sofern in der Frage nicht anders angegeben).

3. 

   
   
   Wenden Sie die Formel an, um die Beschleunigung zu ermitteln. Schreiben Sie zunächst die Gleichung und alle ihre Variablen. Die Gleichung lautet, wie wir oben gesehen haben a = Δv / Δt = (v_f - v_ich) / (t_f - t_ich). Subtrahieren Sie die Anfangsgeschwindigkeit von der Endgeschwindigkeit und dividieren Sie das Ergebnis durch das Zeitintervall. Das Ergebnis der Division entspricht dem durchschnittlichen Beschleunigungswert, den das Objekt in diesem Zeitraum erfahren hat.
   • Wenn die Endgeschwindigkeit geringer als die Anfangsgeschwindigkeit ist, ist die Beschleunigung ein negativer Wert oder die Verzögerungsrate des Objekts.
   • Beispiel 1: Ein Rennwagen beschleunigt in 2,47 Sekunden gleichmäßig von 18,5 m / s auf 46,1 m / s. Finden Sie den Wert Ihrer durchschnittlichen Beschleunigung.
     • Schreiben Sie die Gleichung: a = Δv / Δt = (v_f - v_ich) / (t_f - t_ich)
     • Weisen Sie die Werte der Variablen zu: v_f = 46,1 m / s, v_ich = 18,5 m / s, t_f = 2,47 s, t_ich = 0 s.
     • Löse die Gleichung: Das = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s.
   • Beispiel 2: Ein Motorradfahrer fährt mit 22,4 m / s und für sein Motorrad 2,55 s nach Betätigung der Bremsen. Finden Sie den Wert Ihrer Verlangsamung.
     • Schreiben Sie die Gleichung: a = Δv / Δt = (v_f - v_ich) / (t_f - t_ich)
     • Weisen Sie die Werte der Variablen zu: v_f = 0 m / s, v_ich = 22,4 m / s, t_f = 2,55 s, t_ich = 0 s.
     • Löse die Gleichung: Das = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s.

Teil 2 von 3: Berechnen Sie die Beschleunigung mit der resultierenden Kraft

1. 

   
   
   Verstehe die Definition des zweiten Gesetzes von Newton. Das zweite Gesetz von Newton (auch als Grundprinzip der Dynamik bezeichnet) besagt, dass ein Objekt beschleunigt, wenn die auf es einwirkenden Kräfte aus dem Gleichgewicht geraten. Diese Beschleunigung hängt von den resultierenden Kräften ab, die auf das Objekt und die Masse des Objekts wirken. Durch dieses Gesetz kann die Beschleunigung berechnet werden, wenn eine bekannte Kraft auf ein Objekt bekannter Masse wirkt.
   • Das zweite Gesetz von Newton kann durch die Gleichung ausgedrückt werden F._resultierend = m x a, Wo F._resultierend stellt die resultierende Kraft dar, die auf das Objekt ausgeübt wird, m repräsentiert die Masse des Objekts und Das repräsentiert die Beschleunigung des Objekts.
   • Verwenden Sie bei Verwendung dieser Gleichung die SI-Maßeinheiten (Internationales Einheitensystem). Verwenden Sie Kilogramm (kg) für Masse, Newton (N) für Kraft und Meter pro Sekunde im Quadrat (m / s) für die Beschleunigung.

2. 

   Finden Sie die Masse des Objekts. Verwenden Sie eine Skala (mechanisch oder digital), um die Masse des Objekts zu ermitteln und den Wert in Gramm zu ermitteln. Wenn das Objekt sehr groß ist, müssen Sie möglicherweise nach einer Referenz suchen, die den Wert seiner Masse liefert. Bei großen Objekten wird die Masse wahrscheinlich in Kilogramm (kg) ausgedrückt.
   • Um in dieser Gleichung verwendet zu werden, muss die Masse in Kilogramm umgerechnet werden. Wenn der Massenwert in Gramm angegeben ist, teilen Sie ihn durch 1000, um ihn in Kilogramm umzurechnen.

3. 

   Berechnen Sie die resultierende Kraft, die auf das Objekt wirkt. Die resultierende Kraft (oder das Ergebnis der Kräfte) ist eine Kraft, die nicht im Gleichgewicht ist. Wenn zwei Kräfte in entgegengesetzten Richtungen auf ein Objekt wirken und eine größer als die andere ist, entsteht eine Kraft in Richtung der größeren Kraft. Die Beschleunigung ist das Ergebnis einer unausgeglichenen Kraft, die auf ein Objekt wirkt und dessen Geschwindigkeit in dieselbe Richtung ändert wie die Kraft, die es zieht oder drückt.
   • Beispiel: Stellen Sie sich vor, Sie und Ihr älterer Bruder spielen Tauziehen. Sie ziehen das Seil mit einer Kraft von 5 nach links Newton, während er das Seil mit einer Kraft von 7 in die entgegengesetzte Richtung zieht Newton. Das Ergebnis der auf das Seil wirkenden Kräfte ist 2 Newton rechts (zu deinem Bruder).
   • 1 Newton (N) entspricht 1 Kilogramm mal Meter pro Sekunde im Quadrat (kg * m / s).

4. 

   Ordnen Sie die Gleichung neu an F = ma um die Beschleunigung zu berechnen. Sie können die Formel des zweiten Gesetzes von ändern Newton in der Lage sein, die Beschleunigung zu finden; Teilen Sie dazu die beiden Seiten der Gleichung durch die Masse und Sie gelangen zum Ausdruck a = F / m. Teilen Sie zur Berechnung des Beschleunigungswerts die Kraft durch die Masse des zu beschleunigenden Objekts.
   • Die Kraft ist direkt proportional zur Beschleunigung; Je größer die Kraft, desto größer die Beschleunigung.
   • Die Masse ist umgekehrt proportional zur Beschleunigung; Daher ist die Beschleunigung umso geringer, je größer die Masse ist.

5. 

   Wenden Sie die Formel an, um die Beschleunigung zu ermitteln. Die Beschleunigung ist gleich dem Quotienten der Division der auf das Objekt einwirkenden resultierenden Kraft durch die Masse des Objekts. Nachdem Sie die Werte der Variablen ersetzt haben, lösen Sie die einfache Division, um den Beschleunigungswert des Objekts zu erhalten.
   • Beispiel: eine Kraft von 10 Newton wirkt gleichmäßig auf eine Masse von 2 kg. Berechnen Sie die Beschleunigung des Objekts.
   • a = F / m = 10/2 = 5 m / s

Teil 3 von 3: Überprüfen Sie Ihr Wissen

1. Beschleunigungsrichtung. Das physikalische Konzept der Beschleunigung entspricht nicht immer der Art und Weise, wie es im Alltag verwendet wird. Jede Beschleunigung hat eine Richtung: Im Allgemeinen sagen wir, dass es positiv ist, wenn sie darauf ausgerichtet ist oben oder zu richtig und negativ, wenn es darauf ausgerichtet ist niedrig oder zu links. Sehen Sie sich die folgende Tabelle an und prüfen Sie, ob Ihre Auflösung sinnvoll ist:

2. 

   Richtung erzwingen. Denken Sie daran: Eine Kraft bewirkt nur eine Beschleunigung in der Richtung, in der es arbeitet. Einige Probleme können irrelevante Informationen liefern, um Sie zu verwirren.
   • Beispiel: Ein Spielzeugboot mit einer Masse von 10 kg wird in Nordrichtung auf 2 m / s beschleunigt. Der Wind weht nach Westen und übt eine Kraft von 100 aus Newton auf dem Spielzeug. Berechnen Sie die neue Nordbeschleunigung des Bootes.
   • Antwort: Da die Kraft des Windes senkrecht zur Bewegungsrichtung ist, hat dies keinen Einfluss auf die Bewegung in diese Richtung. Daher beschleunigt das Boot in nördlicher Richtung weiter mit 2 m / s.

3. 

   Resultierende Kraft. Wenn mehr als eine Kraft auf ein Objekt wirkt, müssen Sie diese kombinieren, um die resultierende Kraft zu bestimmen, bevor Sie die Beschleunigung berechnen. Bei Fragen mit zwei Dimensionen wäre die Auflösung wie folgt:
   • Beispiel: Ana zieht eine 400 kg schwere Kiste mit einer Kraft von 150 nach rechts Newton. Carlos ist auf der linken Seite der Box und drückt sie mit einer Kraft von 200 Newton. Der Wind weht nach links und übt eine Kraft von 10 aus Newton. Berechnen Sie die Beschleunigung der Box.
   • Antwort: Dieses Problem verwendet eine komplexe Sprache, um den Leser zu verwirren. Wenn Sie ein Diagramm des Problems zeichnen, sehen Sie, dass die auf die Box einwirkenden Kräfte 150 betragen Newton richtig, 200 Newton rechts und 10 Newton nach links. Wenn die als positiv angenommene Richtung "richtig" ist, beträgt die resultierende Kraft 150 + 200 - 10 = 340 Newton. Also Beschleunigung = F / m = 340 Newton / 400 kg = 0,85 m / s.