Content

• Passos

L’acceleració representa la velocitat de canvi de la velocitat d’un objecte a mesura que es mou. Si la velocitat d’un objecte es manté constant, vol dir que no s’accelera. L'acceleració només es produeix quan canvia la velocitat de l'objecte. Si la velocitat varia a una velocitat constant, diem que l'objecte es mou a acceleració constant. Podeu calcular la velocitat d’acceleració (en metres per segon) en funció del temps necessari per variar d’una velocitat a una altra o del resultat de les forces aplicades a l’objecte.

Passos

Part 1 de 3: Calculeu l’acceleració mitjana mitjançant les velocitats

1. 

   Comprendre la definició de l’equació. Podeu calcular l’acceleració mitjana d’un objecte durant un període de temps determinat a partir de la seva velocitat (és a dir, la velocitat del seu moviment en una direcció específica) al principi i al final d’aquest temps. Per això, heu de conèixer l’equació d’acceleració que li dóna a = Δv / Δt, On El representa l'acceleració mitjana, Δv representa la variació de velocitat i Δt representa variació de temps.
   • La unitat de mesura per a l’acceleració és metre per segon quadrat (símbol: m / s).
   • L’acceleració és una quantitat vectorial, és a dir, presenta mòdul i direcció. El mòdul representa el valor total de l’acceleració, mentre que la direcció ens indica l’orientació del moviment de l’objecte (vertical o horitzontal). Si la velocitat de l’objecte disminueix, el seu valor d’acceleració serà negatiu.

2. 

   
   
   Comprendre les variables de l'equació. Podeu ampliar els termes Δv i Δt a Δv = v_f - v_jo i Δt = t_f - t_jo, On v_f representa la velocitat final, v_jo representa la velocitat inicial, t_f representa el temps final i t_jo representa l’hora d’inici.
   • Com que l'acceleració té una direcció, és important restar sempre la velocitat inicial de la velocitat final. Si canvieu l’ordre de velocitats, la direcció de la vostra acceleració serà incorrecta.
   • L’hora d’inici sol ser igual a 0 (tret que s’indiqui a la pregunta).

3. 

   
   
   Apliqueu la fórmula per trobar l’acceleració. Per començar, escriu l’equació i totes les seves variables. L’equació, com hem vist més amunt, és a = Δv / Δt = (v_f - v_jo) / (t_f - t_jo). Resta la velocitat inicial de la velocitat final i després divideix el resultat per l'interval de temps. El resultat de la divisió serà igual al valor mitjà d’acceleració que ha experimentat l’objecte durant aquest període de temps.
   • Si la velocitat final és inferior a la velocitat inicial, l’acceleració serà un valor negatiu o la velocitat de desacceleració de l’objecte.
   • Exemple 1: un cotxe de competició accelera uniformement de 18,5 m / s a ​​46,1 m / s en 2,47 segons. Cerqueu el valor de la vostra acceleració mitjana.
     • Escriu l’equació: a = Δv / Δt = (v_f - v_jo) / (t_f - t_jo)
     • Assigna els valors de les variables: v_f = 46,1 m / s, v_jo = 18,5 m / s, t_f = 2,47 s, t_jo = 0 s.
     • Resol l'equació: El = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s.
   • Exemple 2: un motorista viatja a 22,4 m / s i la seva moto 2,55 s després d’utilitzar els frens. Cerqueu el valor de la desacceleració.
     • Escriu l’equació: a = Δv / Δt = (v_f - v_jo) / (t_f - t_jo)
     • Assigna els valors de les variables: v_f = 0 m / s, v_jo = 22,4 m / s, t_f = 2,55 s, t_jo = 0 s.
     • Resol l'equació: El = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s.

Part 2 de 3: Calculeu l’acceleració mitjançant la força resultant

1. 

   
   
   Comprendre la definició de la segona llei de Newton. La segona llei de Newton (també anomenat principi fonamental de la dinàmica) estableix que un objecte s’accelera quan les forces que hi actuen estan fora d’equilibri. Aquesta acceleració depèn de les forces resultants que actuen sobre l'objecte i la massa de l'objecte. Mitjançant aquesta llei, es pot calcular l’acceleració quan una força coneguda actua sobre un objecte de massa conegut.
   • La segona llei de Newton es pot expressar per l’equació F_resultant = m x a, On F_resultant representa la força resultant que s'aplica a l'objecte, m representa la massa de l’objecte i El representa l’acceleració de l’objecte.
   • Quan utilitzeu aquesta equació, utilitzeu les unitats de mesura SI (Sistema Internacional d’Unitats). Utilitzeu el quilogram (kg) per a la massa, Newton (N) per a la força i el metre per segon quadrat (m / s) per a l'acceleració.

2. 

   Busqueu la massa de l'objecte. Per conèixer la massa de l'objecte, utilitzeu una escala (mecànica o digital) per obtenir el valor en grams. Si l'objecte és molt gran, potser haureu de buscar alguna referència que pugui proporcionar el valor de la seva massa. En el cas d'objectes grans, és probable que la massa s'expressi en quilograms (kg).
   • Per ser utilitzat en aquesta equació, la massa s’ha de convertir en quilograms. Si el valor de la massa és en grams, dividiu-lo per 1000 per convertir-lo en quilograms.

3. 

   Calcula la força resultant que actua sobre l’objecte. La força resultant (o resultant de les forces) és una força que no està en equilibri. Si teniu dues forces en direccions oposades que actuen sobre un objecte i una és més gran que l'altra, tindreu una força resultant en la direcció de la força major. L’acceleració és el resultat d’una força desequilibrada que actua sobre un objecte i provoca un canvi en la seva velocitat en la mateixa direcció que la força que l’atrau o l’empeny.
   • Exemple: imagineu-vos que tu i el vostre germà gran esteu jugant a força de guerra. Tira la corda cap a l’esquerra amb una força de 5 Newton, mentre tira la corda en sentit contrari amb una força de 7 Newton. El resultat de les forces que actuen sobre la corda és 2 Newton a la dreta (cap al teu germà).
   • 1 Newton (N) equival a 1 quilogram vegades metre per segon quadrat (kg * m / s).

4. 

   Reorganitzar l’equació F = ma per calcular l’acceleració. Podeu modificar la fórmula de la segona llei de Newton per poder trobar l’acceleració; per això, dividiu els dos costats de l’equació per la massa i arribareu a l’expressió a = F / m. Per calcular el valor d’acceleració, dividiu la força per la massa de l’objecte que s’està accelerant.
   • La força és directament proporcional a l’acceleració; així, com més gran sigui la força, més gran és l’acceleració.
   • La massa és inversament proporcional a l'acceleració; per tant, com més gran sigui la massa, menor serà l’acceleració.

5. 

   Apliqueu la fórmula per trobar l’acceleració. L’acceleració és igual al quocient de la divisió de la força resultant que actua sobre l’objecte per la massa de l’objecte. Després de substituir els valors de les variables, resolgueu la divisió simple per arribar al valor d’acceleració de l’objecte.
   • Exemple: una força de 10 Newton actua de forma uniforme sobre una massa de 2 kg. Calcula l’acceleració de l’objecte.
   • a = F / m = 10/2 = 5 m / s

Part 3 de 3: comproveu els vostres coneixements

1. Direcció d’acceleració. El concepte físic d’acceleració no sempre es correspon amb la forma d’utilitzar-lo en la vida quotidiana. Tota acceleració té una direcció: en general, diem que és positiva si s’orienta cap a amunt o a dret i negativa si està orientada cap a baix o a a l’esquerra. Mireu la taula següent i vegeu si té sentit la vostra resolució:

2. 

   Direcció de la força. Recordeu-ho: una força només causa acceleracions en la direcció en què opera. Alguns problemes poden proporcionar informació irrellevant per intentar confondre’t.
   • Exemple: un vaixell de joguina amb una massa de 10 kg s’accelera a 2 m / s en direcció nord. El vent bufa cap a ponent, exercint una força de 100 Newton a la joguina. Calculeu la nova acceleració nord del vaixell.
   • Resposta: com que la força del vent és perpendicular a la direcció del moviment, no afectarà el moviment en aquest sentit. Per tant, l’embarcació continuarà accelerant a 2 m / s en direcció nord.

3. 

   Força resultant. Si més d'una força actua sobre un objecte, cal combinar-les per determinar la força resultant abans de calcular l'acceleració. En les qüestions amb dues dimensions, la resolució seria la següent:
   • Exemple: Ana tira una caixa de 400 kg a la dreta amb una força de 150 Newton. En Carlos es troba al costat esquerre de la caixa i l'empeny amb una força de 200 Newton. El vent bufa a l’esquerra, exercint una força de 10 Newton. Calcula l’acceleració de la caixa.
   • Resposta: Aquest problema utilitza un llenguatge complex per intentar confondre el lector. En dibuixar un esquema del problema, veureu que les forces que actuen sobre la caixa són 150 Newton bé, 200 Newton dreta i 10 Newton a l'esquerra. Si la direcció adoptada com a positiva és "correcta", la força resultant serà de 150 + 200 - 10 = 340 Newton. Així que acceleració = F / m = 340 Newton / 400 kg = 0,85 m / s.