Ang paggalaw ng mga katawan sa kalawakan ay inilalarawan ng isang hanay ng mga katangian, kung saan ang mga pangunahing ay ang distansyang nilakbay, bilis at pagbilis. Ang huling katangian ay higit na tumutukoy sa kakaiba at uri ng kilusan mismo. Sa artikulong ito, isasaalang-alang namin ang tanong kung ano ang acceleration sa physics, at magbibigay kami ng halimbawa ng paglutas ng problema gamit ang value na ito.
Ang pangunahing equation ng dynamics
Bago tukuyin ang acceleration sa physics, ibigay natin ang pangunahing equation ng dynamics, na tinatawag na Newton's second law. Madalas itong isinusulat tulad ng sumusunod:
F¯dt=dp¯
Ibig sabihin, ang puwersa F¯, na may panlabas na karakter, ay nagkaroon ng epekto sa isang partikular na katawan sa panahon ng dt, na humantong sa pagbabago sa momentum ng halagang dp¯. Ang kaliwang bahagi ng equation ay karaniwang tinatawag na momentum ng katawan. Tandaan na ang mga dami ng F¯ at dp¯ ay likas na vector, at ang mga vector na nauugnay sa kanila ay nakadirektapareho.
Alam ng bawat mag-aaral ang formula para sa momentum, ito ay nakasulat tulad ng sumusunod:
p¯=mv¯
Ang p¯ value ay nagpapakilala sa kinetic energy na nakaimbak sa katawan (velocity factor v¯), na nakadepende sa mga inertial properties ng katawan (mass factor m).
Kung papalitan natin ang expression na ito sa formula ng 2nd law ni Newton, makukuha natin ang sumusunod na pagkakapantay-pantay:
F¯dt=mdv¯;
F¯=mdv¯ / dt;
F¯=ma¯, kung saan a¯=dv¯ / dt.
Ang input value a¯ ay tinatawag na acceleration.
Ano ang acceleration sa physics?
Ngayon ipaliwanag natin kung ano ang ibig sabihin ng halaga na ipinakilala sa nakaraang talata. Isulat natin muli ang mathematical definition nito:
a¯=dv¯ / dt
Gamit ang formula, madaling maunawaan na ito ay acceleration sa physics. Ang pisikal na dami ay nagpapakita kung gaano kabilis magbabago ang bilis sa paglipas ng panahon, iyon ay, ito ay isang sukatan ng rate ng pagbabago ng bilis mismo. Halimbawa, alinsunod sa batas ni Newton, kung ang puwersa ng 1 Newton ay kumikilos sa isang katawan na tumitimbang ng 1 kilo, magkakaroon ito ng acceleration ng 1 m / s2, iyon ay, para sa bawat segundo ng paggalaw ay tataas ang bilis ng katawan ng 1 metro bawat segundo.
Pagpapabilis at bilis
Sa physics, ito ay dalawang magkaibang dami na magkakaugnay ng kinematic equation ng paggalaw. Ang parehong dami ayvector, ngunit sa pangkalahatang kaso, iba ang direksyon nila. Ang acceleration ay palaging nakadirekta sa direksyon ng kumikilos na puwersa. Ang bilis ay nakadirekta kasama ang tilapon ng katawan. Ang mga vector ng acceleration at velocity ay magkakasabay lamang sa isa't isa kapag ang panlabas na puwersa sa direksyon ng pagkilos ay kasabay ng paggalaw ng katawan.
Hindi tulad ng bilis, maaaring negatibo ang acceleration. Ang huling katotohanan ay nangangahulugan na ito ay nakadirekta laban sa paggalaw ng katawan at may posibilidad na bawasan ang bilis nito, iyon ay, ang proseso ng deceleration ay nangyayari.
Ang pangkalahatang formula na nag-uugnay sa mga module ng bilis at acceleration ay ganito ang hitsura:
v=v0+ at
Ito ay isa sa mga pangunahing equation ng rectilinear uniformly accelerated movement of bodies. Ipinapakita nito na sa paglipas ng panahon ang bilis ay tumataas nang linearly. Kung ang paggalaw ay pantay na mabagal, pagkatapos ay isang minus ang dapat ilagay sa harap ng terminong at. Ang value na v0narito ang ilang paunang bilis.
Na may pantay na pinabilis (katumbas na mabagal) na paggalaw, valid din ang formula:
a¯=Δv¯ / Δt
Ito ay naiiba sa isang katulad na expression sa differential form dahil dito ang acceleration ay kinakalkula sa loob ng isang may hangganang pagitan ng oras Δt. Ang acceleration na ito ay tinatawag na average sa minarkahang yugto ng panahon.
Path and acceleration
Kung ang katawan ay gumagalaw nang pare-pareho at sa isang tuwid na linya, kung gayon ang landas na dinaanan nito sa oras na t ay maaaring kalkulahin tulad ng sumusunod:
S=vt
Kung v ≠ const, kung gayon kapag kinakalkula ang distansya na nilakbay ng katawan, dapat isaalang-alang ang acceleration. Ang kaukulang formula ay:
S=v0 t + at2 / 2
Inilalarawan ng equation na ito ang pare-parehong pinabilis na paggalaw (para sa pare-parehong mabagal na paggalaw, ang "+" sign ay dapat palitan ng "-" sign).
Paikot na paggalaw at pagbilis
Sinabi sa itaas na ang acceleration sa physics ay isang vector quantity, ibig sabihin, ang pagbabago nito ay posible sa direksyon at sa absolute value. Sa kaso ng itinuturing na rectilinear accelerated motion, ang direksyon ng vector at ang modulus nito ay nananatiling hindi nagbabago. Kung ang module ay magsisimulang magbago, kung gayon ang naturang paggalaw ay hindi na pantay na mapabilis, ngunit mananatiling rectilinear. Kung ang direksyon ng vector ay magsisimulang magbago, kung gayon ang paggalaw ay magiging curvilinear. Ang isa sa mga pinakakaraniwang uri ng naturang paggalaw ay ang paggalaw ng isang materyal na punto sa isang bilog.
Dalawang formula ang valid para sa ganitong uri ng paggalaw:
α¯=dω¯ / dt;
ac=v2 / r
Ang unang expression ay ang angular acceleration. Ang pisikal na kahulugan nito ay nakasalalay sa rate ng pagbabago ng angular velocity. Sa madaling salita, ipinapakita ng α kung gaano kabilis ang pag-ikot o pagpapabagal ng katawan sa pag-ikot nito. Ang value na α ay isang tangential acceleration, ibig sabihin, ito ay nakadirekta nang tangential sa bilog.
Inilalarawan ng pangalawang expression ang centripetal acceleration ac. Kung ang linear na bilis ng pag-ikotnananatiling pare-pareho (v=const), pagkatapos ay hindi nagbabago ang module ac, ngunit palaging nagbabago ang direksyon nito at may posibilidad na idirekta ang katawan patungo sa gitna ng bilog. Narito ang r ay ang radius ng pag-ikot ng katawan.
Problema sa libreng pagkahulog ng isang katawan
Nalaman namin na ito ay acceleration sa physics. Ngayon, ipakita natin kung paano gamitin ang mga formula sa itaas para sa rectilinear motion.
Isa sa mga karaniwang problema sa physics na may free fall acceleration. Ang halagang ito ay kumakatawan sa acceleration na ibinibigay ng gravitational force ng ating planeta sa lahat ng mga katawan na may hangganan na masa. Sa physics, ang free fall acceleration malapit sa ibabaw ng Earth ay 9.81 m/s2.
Ipagpalagay na ang ilang katawan ay nasa taas na 20 metro. Saka siya pinakawalan. Gaano katagal bago makarating sa ibabaw ng mundo?
Dahil ang unang bilis na v0ay katumbas ng zero, kung gayon para sa distansyang nilakbay (taas h) maaari nating isulat ang equation:
h=gt2 / 2
Mula sa kung saan tayo kumukuha ng oras ng taglagas:
t=√(2h / g)
Pagpapalit sa data mula sa kundisyon, nalaman namin na ang katawan ay nasa lupa sa loob ng 2.02 segundo. Sa katotohanan, ang oras na ito ay bahagyang mas mahaba dahil sa pagkakaroon ng air resistance.
