თუ თქვენ გინახავთ სხვა მანქანა, რომელიც ჩქარი სიჩქარით გადის თქვენს მანქანას წითელი შუქის შემდეგ, მაშინ თქვენ უშუალოდ განიცდით აჩქარების სხვაობას. აჩქარება არის სიჩქარე, რომლის დროსაც იცვლება ობიექტის სიჩქარე მოძრაობისას. თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ აჩქარება, რომელიც გამოიხატება მეტრი წამში წამში, იმის საფუძველზე, თუ რა დრო სჭირდება ობიექტს მისი სიჩქარის შესაცვლელად, ან ობიექტზე განხორციელებული ძალის საფუძველზე.
ნაბიჯი
მეთოდი 1 -დან 3 -დან: აჩქარების გამოთვლა ძალისგან
ნაბიჯი 1. გაიაზრეთ ნიუტონის მეორე მოძრაობის კანონი
ნიუტონის მეორე მოძრაობის კანონი აცხადებს, რომ როდესაც ობიექტზე განხორციელებული ძალა გაუწონასწორებელია, ობიექტი დააჩქარებს. ეს აჩქარება განისაზღვრება ობიექტზე არსებული ძალის შედეგად, ისევე როგორც თავად ობიექტის მასით. აჩქარება შეიძლება გამოითვალოს, თუ ცნობილია ობიექტზე განხორციელებული ძალა და ობიექტის მასა.
- ნიუტონის კანონები შეიძლება ითარგმნოს განტოლებებში ფწმინდა = მ x ა, ფწმინდა გამოხატავს შედეგის ძალას ობიექტზე, m მასის ობიექტს და აჩქარებას ობიექტზე.
- გამოიყენეთ მეტრული ერთეულები ამ განტოლების გამოყენებისას. გამოიყენეთ კილოგრამი (კგ) მასის ერთეულად, ნიუტონი (N) როგორც ძალის ერთეული და მეტრი წამში კვადრატში (მ/წმ)2) აჩქარების გამოსახატავად.
ნაბიჯი 2. განსაზღვრეთ ობიექტის მასა
ობიექტის მასის გასარკვევად, შეგიძლიათ აწონოთ იგი წონასწორობაზე და ჩაწეროთ მისი წონა გრამებში. თუ ობიექტი თქვენ გაქვთ ძალიან დიდი, შეიძლება დაგჭირდეთ მითითება მისი მასის გასარკვევად. ჩვეულებრივ, დიდ ობიექტებს აქვთ წონა კილოგრამებში (კგ).
თქვენ უნდა გადააკეთოთ მასის ერთეულები კილოგრამებში, რომ გააგრძელოთ გამოთვლები ამ განტოლებით. თუ თქვენი ობიექტის მასა გრამებშია გამოხატული, თქვენ მხოლოდ უნდა გაყოთ ეს მნიშვნელობა 1000 -ზე, რომ გადააკეთოთ იგი კილოგრამზე
ნაბიჯი 3. გამოთვალეთ შედეგად მიღებული ძალა ობიექტზე
შედეგად მიღებული ძალა არის გაუწონასწორებელი ძალა. თუ არსებობს ორი ძალა, რომლებიც ერთმანეთის საპირისპიროა და ერთი მათგანი მეორეზე დიდია, ორი ძალის შედეგი იგივე იქნება, რაც უფრო დიდი ძალის მიმართულება. აჩქარება ხდება მაშინ, როდესაც ობიექტი განიცდის გაუწონასწორებელ ძალას, ასე რომ მისი სიჩქარე იცვლება იმ ძალის მიახლოებასთან, რომელიც მას უბიძგებს ან უბიძგებს.
- მაგალითად: ვთქვათ, შენ და შენი და თამაშობთ საბრძოლო თამაშებს. თქვენ თოკს უწევთ მარცხნივ 5 ნიუტონის ძალით, თქვენი ძმა კი თოკს საპირისპირო მიმართულებით 7 ნიუტონის ძალით. სიმებიანი სიმძლავრე არის 2 ნიუტონი მარცხნივ, თქვენი ძმის მიმართ.
- ერთეულების უკეთ გასაგებად, გაიაზრეთ, რომ 1 ნიუტონი (1 N) უდრის 1 კილოგრამ მეტრ/წამში კვადრატს (კგ-მ/წმ2).
ნაბიჯი 4. შეცვალეთ განტოლება F = ma აჩქარების ამოცანის ამოსახსნელად
თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ ფორმულის რიგი აჩქარების გამოსათვლელად, განტოლების ორივე მხარე მასაზე გაყოფით, ასე რომ თქვენ მიიღებთ განტოლებას: a = F/m. აჩქარების საპოვნელად, თქვენ უბრალოდ უნდა გაყოთ ძალა მას ობიექტის მასაზე.
- ძალა პირდაპირპროპორციულია აჩქარებასთან, რაც ნიშნავს, რაც უფრო დიდია ობიექტის მიერ გამოვლენილი ძალა, აჩქარება კიდევ უფრო დიდი იქნება.
- მასა აჩქარების უკუპროპორციულია, რაც იმას ნიშნავს, რომ რაც უფრო მეტი მასაა ობიექტი, მით ნაკლები აჩქარება ექნება მას.
ნაბიჯი 5. გამოიყენეთ ფორმულა აჩქარების პრობლემის გადასაჭრელად
აჩქარება ტოლია სხეულის მასაზე გაყოფილი შედეგიანი ძალისა. მას შემდეგ რაც ჩამოწერეთ ცნობილი ცვლადები, გააკეთეთ გაყოფა, რომ იპოვოთ ობიექტის აჩქარება.
- მაგალითად: 10 ნიუტონის ძალა იმავე მიმართულებით მოქმედებს 2 კგ მასის ობიექტზე. რა არის აჩქარება?
- a = F/m = 10/2 = 5 მ/წმ2
მეთოდი 2 -დან 3 -დან: ორი სიჩქარის საშუალო აჩქარების გამოთვლა
ნაბიჯი 1. განვსაზღვროთ საშუალო აჩქარების განტოლება
თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ ობიექტის საშუალო აჩქარება გარკვეული პერიოდის განმავლობაში მისი სიჩქარის (ობიექტის სიჩქარე გარკვეული მიმართულებით) საფუძველზე, ამ დროის მონაკვეთამდე და შემდეგ. მისი გამოსათვლელად, თქვენ უნდა იცოდეთ განტოლება აჩქარების გამოსათვლელად: a = v / t სადაც a წარმოადგენს აჩქარებას, v სიჩქარის ცვლილებას და t დროს, რაც საჭიროა ობიექტის სიჩქარის შესაცვლელად.
- აჩქარების ერთეული არის მეტრი წამში წამში, ან მ/წმ2.
- აჩქარება არის ვექტორული რაოდენობა, რაც იმას ნიშნავს, რომ მას აქვს სიდიდეც და მიმართულებაც. აჩქარების სიდიდე არის მთლიანი რაოდენობა, ხოლო მისი მიმართულება განისაზღვრება იმ მიმართულებით, რომელშიც ობიექტი მოძრაობს. თუ ობიექტი შენელდება, აჩქარება უარყოფითი იქნება.
ნაბიჯი 2. ცვლადების გაგება
თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ v და t შემდგომი გათვლებით: v = vვ - ვმე და t = tვ - ტმე ვვ წარმოადგენს საბოლოო სიჩქარეს, vმე საწყისი სიჩქარე, ტვ დასასრულის დრო და ტმე საწყისი დრო.
- ვინაიდან აჩქარებას აქვს მიმართულება, თქვენ ყოველთვის უნდა შეამციროთ საბოლოო სიჩქარე საწყის სიჩქარეზე. თუ თქვენ გადაატრიალებთ მას, აჩქარების მიმართულება თქვენ არასწორი იქნება.
- თუ პრობლემაში სხვა რამ არ არის მითითებული, ობიექტის გადაადგილების საწყისი დრო ჩვეულებრივ 0 წამია.
ნაბიჯი 3. გამოიყენეთ ფორმულა აჩქარების მოსაძებნად
პირველი, ჩაწერეთ თქვენი განტოლება ყველა ცნობილ ცვლადთან ერთად. განტოლება არის a = v / t = (vვ - ვმე)/(ტვ - ტმე). გამოაკელით საბოლოო სიჩქარე საწყის სიჩქარეზე, შემდეგ გაყავით შედეგი დროის მონაკვეთზე. შედეგი არის ობიექტის საშუალო აჩქარება იმ დროის მონაკვეთში.
- თუ ობიექტის საბოლოო სიჩქარე საწყის სიჩქარეზე ნაკლებია, აჩქარება უარყოფითი იქნება, რაც იმას ნიშნავს, რომ ობიექტი შენელდება.
-
მაგალითი 1: სარბოლო მანქანის სიჩქარე მუდმივად იზრდება 18.5 მ/წმ -დან 46.1 მ/წმ -ში 2.47 წამში. რა არის საშუალო აჩქარება?
- დაწერეთ განტოლება: a = v / t = (vვ - ვმე)/(ტვ - ტმე)
- ჩამოწერეთ ცნობილი ცვლადები: vვ = 46, 1 მ/წმ, vმე = 18.5 მ/წმ, ტვ = 2, 47 წმ, ტმე = 0 წმ
- ამოხსენი განტოლება: a = (46, 1 - 18, 5)/2, 47 = 11, 17 მეტრი/წამი2.
-
მაგალითი 2: ველოსიპედისტი ჩერდება 22,4 მ/წმ -ზე მუხრუჭის დაჭერით 2,55 წამის შემდეგ. განსაზღვრეთ შენელება.
- დაწერეთ განტოლება: a = v / t = (vვ - ვმე)/(ტვ - ტმე)
- ჩამოწერეთ ცნობილი ცვლადები: vვ = 0 მ/წმ, vმე = 22.4 მ/წმ, ტვ = 2.55 წ, ტმე = 0 წმ
- ამოხსენი განტოლება: a = (0 -22, 4)/2, 55 = -8, 78 მეტრი/წამი2.
მეთოდი 3 – დან 3 – დან: პასუხების გადამოწმება
ნაბიჯი 1. აჩქარების მიმართულება
ფიზიკაში აჩქარების კონცეფცია ყოველთვის არ არის იგივე, რაც ყოველდღიურ ცხოვრებაში გამოიყენება. თითოეულ აჩქარებას აქვს მიმართულება, როგორც წესი, მითითებულია პოზიტიური სიმბოლოთი, თუ ის მაღლა ან მარჯვნივ მიდის, ან უარყოფითი თუ ის ქვევით ან მარცხნივ მიემართება. ორმაგად შეამოწმეთ, აქვს თუ არა თქვენს პასუხს აზრი ქვემოთ მოცემული ინსტრუქციის საფუძველზე:
| მანქანის მოძრაობა | მანქანის სიჩქარის შეცვლა | აჩქარების მიმართულება |
|---|---|---|
| გადადით მარჯვნივ (+) დააჭირეთ გაზის პედლს | + → ++ (უფრო სწრაფად) | დადებითი |
| მარჯვნივ (+) დააჭირეთ მუხრუჭს | ++ → + (ნაკლებად პოზიტიური) | უარყოფითი |
| მარცხნივ გადაადგილება (-) დააჭირეთ გაზის პედლს | - → - (უფრო უარყოფითი) | უარყოფითი |
| მარცხნივ (-) დააჭირეთ მუხრუჭს | - → - (ნაკლებად უარყოფითი) | დადებითი |
| მოძრაობს მუდმივი სიჩქარით | იგივე რჩება | აჩქარება ნულის ტოლია |
ნაბიჯი 2. სტილის მიმართულება
გახსოვდეთ, ძალა მხოლოდ აჩქარებას იწვევს "ძალის მიმართულებით". ზოგიერთმა შეკითხვამ შეიძლება მოგატყუოს ის ქულები, რომლებიც არ არის დაკავშირებული აჩქარებასთან.
- მაგალითი პრობლემა: სათამაშო გემი 10 კგ მასით მოძრაობს აჩქარებით ჩრდილოეთით 2 მ/წმ2რა ქარი ასხამს გემს დასავლეთისკენ 100 ნიუტონის ძალით. რა აჩქარება აქვს გემს, რომელიც მიემართება ჩრდილოეთით ქარის აფეთქების შემდეგ?
- პასუხი: რადგან ძალის მიმართულება პერპენდიკულარულია ობიექტის მოძრაობაზე, ის არ ახდენს გავლენას ამ მიმართულებით მოძრავ ობიექტებზე. გემი განაგრძობს ჩრდილოეთისკენ მოძრაობას აჩქარებით 2 მ/წმ2.
ნაბიჯი 3. შედეგიანი სტილი
თუ ობიექტის მიერ ერთზე მეტი ძალაა, გამოთვალეთ ყველა მათგანის შედეგი აჩქარების გამოთვლამდე. ქვემოთ მოცემულია მაგალითი ორგანზომილებიანი სტილის პრობლემისთვის:
- მაგალითი პრობლემა: აპრილი უბიძგებს 400 კგ კონტეინერს მარცხნივ 150 ნიუტონის ძალით. ბობ დგას კონტეინერის მარცხენა მხარეს და უბიძგებს 200 ნიუტონის ძალით. ქარი უბერავს მარცხნივ 10 ნიუტონის ძალით. რა არის კონტეინერის აჩქარება?
- პასუხი: ზემოთ მოცემული კითხვები იძლევა რთულ მინიშნებებს იმისთვის, რომ მოგატყუოთ. დახაზეთ დიაგრამა და ნახავთ 150 ნიუტონის ძალას მარჯვნივ, 200 ნიუტონს მარცხნივ და 10 ნიუტონს მარცხნივ. თუ "მარცხენა" დადებითია, ობიექტზე მიღებული ძალა არის 150 + 200 - 10 = 340 ნიუტონი. ობიექტის აჩქარება = F / m = 340 ნიუტონი / 400 კგ = 0.85 მ / წმ2.
