Как рассчитать среднее ускорение

Ускорение характеризует быстроту изменения скорости как по величине, так и по направлению. Можно найти среднее ускорение, чтобы определить среднюю быстроту изменения скорости тела в течение определенного периода времени. Вы можете быть незнакомы с вычислением ускорения (та как это не повседневные задачи), но эта статья расскажет вам, как быстро найти среднее ускорение.

Метод 1 из 2: Вычисление среднего ускорения

  1. Определение ускорение. Ускорение – это быстрота увеличения или уменьшения скорости, или просто быстрота изменения скорости с течением времени. Ускорение – векторная величина, имеющая направление (включите его в ответ).
    • Обычно, если тело ускоряется при движении «вправо», «вверх» или «вперед», то ускорение имеет положительное (+) значение.
    • Если тело ускоряется при движении «влево», «вниз» или «назад», то ускорение имеет отрицательное (+) значение.
  2. Запишите определение ускорения в виде формулы. Как упоминалось выше, ускорение – это быстрота изменения скорости с течением времени. Есть два способа записать это определение в виде формулы:
    • aср = /Δt (Символ дельта «Δ» означает «изменение»).
    • aср = /(tк - tн), где vк – конечная скорость, vн – начальная скорость.
  3. Найдите начальную и конечную скорости тела. Например, автомобиль, начинающий движение (вправо) со стоянки, имеет начальную скорость 0 м/с, а конечную скорость 500 м/с .
    • Движение вправо описывается положительными значениями, поэтому далее мы не будем указывать направление движения.
    • Если автомобиль начинает движение вперед, а заканчивает его движением назад, конечная скорость имеет отрицательное значение.
  4. Обратите внимание на изменение времени. Например, автомобилю может понадобиться 10 секунд, чтобы достичь конечной скорости. В этом случае tк = 10 с, а tн = 0 с.
    • Убедитесь, что скорость и время даются в соответствующих единицах измерения. Например, если скорость дана в км/ч, то время должно измеряться в часах.
  5. Подставьте данные вам значения скорости и времени в формулу для вычисления среднего ускорения. В нашем примере:
    • aср = /(10с – 0с)
    • aср = /(10с)
    • aср = 50 м/с / с, то есть 50 м/с.
  6. Интерпретация результата. Среднее ускорение задает среднюю быстроту изменения скорости в течение определенного промежутка времени. В приведенном выше примере машина в среднем ускорялась на 50 м/с за каждую секунду. Запомните: параметры движения могут быть разными, но среднее ускорение будет таким же, только если изменение скорости и изменение времени не меняются:
    • Автомобиль может начать движение со скоростью 0 м/с и разогнаться за 10 секунд до 500 м/с.
    • Автомобиль может начать движение со скоростью 0 м/с и разогнаться до 900 м/с, а затем сбросить скорость до 500 м/с за 10 секунд.
    • Автомобиль может начать движение со скоростью 0 м/с, стоять на месте в течение 9 секунд, а затем за 1 секунду разогнаться до 500 м/с.

Метод 2 из 2: Положительное и отрицательное ускорение

  1. Определение положительной и отрицательной скорости. Скорость имеет направление (так как это векторная величина), но указывать его, например, как «вверх» или «на север», весьма утомительно. Вместо этого в большинстве задач предполагается, что тело движется вдоль прямой линии. При движении в одном направлении скорость тела положительна, а при движении в противоположном направлении скорость тела отрицательна.
    • Например, синий поезд движется на восток со скоростью 500 м/с. Красный поезд движется на запад с такой же скоростью, но так как он движется в противоположном направлении, его скорость записывается так: -500 м/с.
  2. Используйте определение ускорения, чтобы определить его знак (+ или -). Ускорение – быстрота изменения скорости с течением времени. Если вы не знаете, какой знак написать у значения ускорения, найдите изменение скорости:
    • vконечная - vначальная = + или - ?
  3. Ускорение в разных направлениях. Например, синий поезд и красный поезда движутся в противоположных направлениях со скоростью 5 м/с. Представьте это движение на числовой прямой; синий поезд движется со скоростью 5 м/с в положительном направлении числовой прямой (то есть вправо), а красный поезд движется со скоростью -5 м/с в отрицательном направлении числовой прямой (то есть влево). Если каждый поезд увеличивает скорость на 2 м/с (в направлении его движения), то какой знак имеет ускорение? Давайте проверим:
    • Синий поезд движется в положительном направлении, поэтому его скорость с 5 м/с возрастает до 7 м/с. Конечная скорость равна 7 - 5 = +2. Поскольку изменение скорости положительно, то и ускорение положительно.
    • Красный поезд движется в отрицательном направлении и увеличивает скорость с -5 м/с до -7 м/с. Конечная скорость равна -7 - (-5) = -7 + 5 = -2 м/с. Поскольку изменение скорости отрицательно, то и ускорение отрицательно.
  4. Замедление. Например, самолет летит со скоростью 500 км/ч, а затем замедляется до 400 км/ч. Хотя самолет движется в положительном направлении, его ускорение отрицательно, так как он замедляется (то есть уменьшает скорость). Это можно проверить через вычисления: 400 - 500 = -100, то есть изменение скорости отрицательно, поэтому и ускорение отрицательно.
    • С другой стороны, если вертолет движется со скоростью -100 км/ч и разгоняется до -50 км/ч, то его ускорение положительно, потому что изменение скорости положительно: -50 - (-100) = 50 (хотя такого изменения скорости было недостаточно, чтобы изменить направление движения вертолета).

Советы

Ускорение и скорость – векторные величины, которые задаются как значением, так и направлением. Величины, задающиеся только значением, называются скалярными (например, длина).
Информация
Посетители, находящиеся в группе Guests, не могут оставлять комментарии к данной публикации.