كيفية إيجاد التسارع وما التسارع الذي سيساعد في تحديده

2024 مؤلف: Angel Austin | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 05:16

التسريع كلمة مألوفة. ليس مهندسًا ، وغالبًا ما يظهر في المقالات الإخبارية والقضايا. تسريع التنمية والتعاون والعمليات الاجتماعية الأخرى. المعنى الأصلي لهذه الكلمة مرتبط بالظواهر الفيزيائية. كيف يمكن إيجاد تسارع الجسم المتحرك أو التسارع كمؤشر على قوة السيارة؟ هل يمكن أن يكون لها معاني أخرى؟

ماذا يحدث بين 0 و 100 (تعريف المصطلح)

مؤشر قوة السيارة يعتبر وقت تسارعها من صفر إلى مئات. لكن ماذا يحدث بينهما؟ ضع في اعتبارك Lada Vesta مع 11 ثانية من المطالبة بها.

إحدى الصيغ الخاصة بكيفية إيجاد التسارع مكتوبة على النحو التالي:

a=(V₂- V₁) / t

في حالتنا:

a - التسارع ، m / s ∙ s

V1 - السرعة الأولية ، م / ث ؛

V2 - السرعة النهائية ، م / ث ؛

ر - الوقت.

لنجلب البيانات إلى نظام SI ، أي km / h سنقوم بإعادة الحساب بوحدة m / s:

100 كم / س=100000 م /3600 ق=27.28 م / ث.

الآن يمكنك إيجاد تسارع كالينا:

أ=(27 ، 28 - 0) / 11=2.53 م / ث ∙ ق

ماذا تعني هذه الأرقام؟ تسارع 2.53 متر في الثانية في الثانية يشير إلى أنه في كل ثانية تزيد سرعة السيارة بمقدار 2.53 م / ث.

عند البدء من مكان (من الصفر):

في الثانية الأولى ستتسارع السيارة إلى 2.53 م / ث ؛
للثانية - ما يصل إلى 5.06 م / ث ؛
بنهاية الثانية الثالثة ستكون السرعة 7.59 م / ث ، إلخ.

هكذا يمكننا أن نلخص: التسارع هو زيادة في سرعة نقطة لكل وحدة زمنية.

قانون نيوتن الثاني ، إنه سهل

إذن ، يتم حساب قيمة التسارع. حان الوقت للتساؤل من أين يأتي هذا التسارع ، وما هو مصدره الأساسي. هناك إجابة واحدة فقط - القوة. إن القوة التي تدفع بها العجلات السيارة للأمام هي التي تجعلها تتسارع. وكيف يمكن إيجاد العجلة إذا كان حجم هذه القوة معروفًا؟ العلاقة بين هاتين الكميتين وكتلة النقطة المادية أسسها إسحاق نيوتن (لم يحدث هذا في اليوم الذي سقطت فيه تفاحة على رأسه ، ثم اكتشف قانونًا فيزيائيًا آخر).

وهذا القانون مكتوب على النحو التالي:

F=م ∙ أ ، حيث

F - القوة ، N ؛

م - الكتلة ، كجم ؛

a - تسارع ، m / s ∙ s.

بالإشارة إلى منتج صناعة السيارات الروسية ، يمكنك حساب القوة التي تدفع بها العجلات السيارة إلى الأمام.

F=م ∙ أ=1585 كجم ∙ 2.53 م / ث ∙ ث=4010 N

أو 4010/9 ،8=409 كجم ∙ ث

هل يعني هذا أنك إذا لم تقم بتحرير دواسة البنزين ستلتقط السيارة سرعتها حتى تصل إلى سرعة الصوت؟ بالطبع لا. عندما تصل السرعة إلى 70 كم / ساعة (19.44 م / ث) ، يصل سحب الهواء إلى 2000 نيوتن

كيف تجد التسارع في الوقت الذي "تطير" لادا بهذه السرعة؟

أ=F / م=(F_عجلات- F_مقاومة.) / م=(4010-2000) / 1585=1 ، 27 م / ث ∙ ق

كما ترى ، تسمح لك الصيغة بالعثور على كل من التسارع ، ومعرفة القوة التي تعمل بها المحركات على الآلية (القوى الأخرى: الرياح ، وتدفق المياه ، والوزن ، وما إلى ذلك) ، والعكس صحيح.

لماذا تحتاج إلى معرفة التسارع

بادئ ذي بدء ، من أجل حساب سرعة أي جسم مادي في وقت ما في وقت الاهتمام ، وكذلك موقعه.

لنفترض أن "Lada Vesta" لدينا تتسارع على سطح القمر ، حيث لا توجد مقاومة أمامية للهواء بسبب غيابها ، فإن تسارعها في مرحلة ما سيكون مستقرًا. في هذه الحالة نحدد سرعة السيارة بعد 5 ثوان من البداية.

V=V₀+ a ∙ t=0 + 2.53 ∙ 5=12.65 م / ث

أو 12.62 ∙ 3600/1000=45.54 كم / س

V₀- سرعة النقطة الأولية.

وإلى أي مدى ستكون سيارتنا القمرية من البداية في هذه اللحظة؟ للقيام بذلك ، أسهل طريقة هي استخدام الصيغة العامة لتحديد الإحداثيات:

x=x₀+ V₀t + (عند²) / 2

س=0 + 0 ∙ 5 + (2.53 ∙ 5²) / 2=31.63 م

x₀- أوليتنسيق النقطة.

هذه هي بالضبط المسافة التي ستتاح لفيستا الوقت لمغادرة خط البداية في 5 ثوان.

لكن في الواقع ، من أجل العثور على السرعة والتسارع عند نقطة معينة في الوقت المناسب ، من الضروري في الواقع مراعاة وحساب العديد من العوامل الأخرى. بالطبع ، إذا ضربت Lada Vesta القمر ، فلن يكون ذلك قريبًا ، فتسارعها ، بالإضافة إلى قوة محرك الحقن الجديد ، لا يتأثر فقط بمقاومة الهواء.

عند السرعات المختلفة للمحرك ، فإنه يعطي جهدًا مختلفًا ، وهذا لا يأخذ في الاعتبار عدد التروس المعشقة ، ومعامل التصاق العجلات بالطريق ، ومنحدر هذا الطريق بالذات ، سرعة الرياح وأكثر من ذلك بكثير

ما هي التسارعات الأخرى الموجودة

يمكن للقوة أن تفعل أكثر من مجرد جعل الجسم يتحرك للأمام في خط مستقيم. على سبيل المثال ، تتسبب قوة الجاذبية الأرضية في أن القمر ينحني باستمرار مسار رحلته بطريقة تجعله يدور حولنا دائمًا. هل هناك قوة تعمل على القمر في هذه الحالة؟ نعم ، هذه هي نفس القوة التي اكتشفها نيوتن بمساعدة تفاحة - قوة الجذب.