Acceleració és una paraula familiar. No és un enginyer, la majoria de vegades apareix en articles de notícies i números. Acceleració del desenvolupament, cooperació i altres processos socials. El significat original d'aquesta paraula està relacionat amb fenòmens físics. Com trobar l'acceleració d'un cos en moviment, o l'acceleració com a indicador de la potència del cotxe? Pot tenir altres significats?
Què passa entre 0 i 100 (definició del terme)
L'indicador de la potència del cotxe es considera el temps de la seva acceleració de zero a centenars. Però què passa entremig? Penseu en la nostra Lada Vesta amb els seus 11 segons reclamats.
Una de les fórmules per trobar l'acceleració s'escriu de la següent manera:
a=(V2 – V1) / t
En el nostre cas:
a – acceleració, m/s∙s
V1: velocitat inicial, m/s;
V2: velocitat final, m/s;
t – hora.
Portem les dades al sistema SI, és a dir, km/h que tornarem a calcular en m/s:
100 km/h=100.000 m /3600 s=27,28 m/s.
Ara podeu trobar l'acceleració de la Kalina:
a=(27, 28 – 0) / 11=2,53 m/s∙s
Què volen dir aquests números? Una acceleració de 2,53 metres per segon per segon indica que per cada segon la velocitat del cotxe augmenta en 2,53 m/s.
Quan es comença des d'un lloc (des de zero):
- en el primer segon, el cotxe accelerarà a una velocitat de 2,53 m/s;
- per al segon - fins a 5,06 m/s;
- al final del tercer segon, la velocitat serà de 7,59 m/s, etc.
Així, podem resumir: l'acceleració és un augment de la velocitat d'un punt per unitat de temps.
Segona llei de Newton, és fàcil
Per tant, es calcula el valor d'acceleració. És hora de preguntar-nos d'on ve aquesta acceleració, quina és la seva font principal. Només hi ha una resposta: la força. És la força amb què les rodes empenyen el cotxe cap endavant la que fa que acceleri. I com trobar l'acceleració si es coneix la magnitud d'aquesta força? La relació entre aquestes dues magnituds i la massa d'un punt material va ser establerta per Isaac Newton (això no va passar el dia que li va caure una poma al cap, després va descobrir una altra llei física).
I aquesta llei s'escriu així:
F=m ∙ a, on
F – força, N;
m – massa, kg;
a – acceleració, m/s∙s.
En referència al producte de la indústria automobilística russa, podeu calcular la força amb què les rodes empenyen el cotxe cap endavant.
F=m ∙ a=1585 kg ∙ 2,53 m/s∙s=4010 N
o 4010/9,8=409 kg∙s
Això vol dir que si no deixes anar el pedal de gas, el cotxe agafarà velocitat fins que assoleixi la velocitat del so? És clar que no. Ja quan arriba a una velocitat de 70 km/h (19,44 m/s), la resistència de l'aire arriba als 2000 N.
Com trobar l'acceleració en el moment en què el Lada "vola" a aquesta velocitat?
a=F / m=(Frodes – Fresist.) / m=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 m/s∙s
Com podeu veure, la fórmula permet trobar tant l'acceleració, sabent la força amb què actuen els motors sobre el mecanisme (altres forces: vent, cabal d'aigua, pes, etc.), i viceversa.
Per què necessites saber l'acceleració
En primer lloc, per calcular la velocitat de qualsevol cos material en un moment d'interès, així com la seva ubicació.
Suposem que la nostra "Lada Vesta" accelera a la Lluna, on no hi ha resistència frontal de l'aire per la seva absència, llavors la seva acceleració en algun moment serà estable. En aquest cas, determinem la velocitat del cotxe 5 segons després de la sortida.
V=V0 + a ∙ t=0 + 2,53 ∙ 5=12,65 m/s
o 12,62 ∙ 3600/1000=45,54 km/h
V0: velocitat del punt inicial.
I a quina distància estarà del nostre cotxe lunar en aquest moment del començament? Per fer-ho, la manera més senzilla és utilitzar la fórmula universal per determinar les coordenades:
x=x0 + V0t + (a 2) / 2
x=0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 52) / 2=31,63 m
x0 – inicialcoordenades del punt.
Aquesta és exactament la distància que Vesta tindrà temps per sortir de la línia de sortida en 5 segons.
Però de fet, per trobar la velocitat i l'acceleració d'un punt en un moment determinat, en realitat cal tenir en compte i calcular molts altres factors. Per descomptat, si el Lada Vesta arriba a la lluna, no serà aviat, la seva acceleració, a més de la potència del nou motor d'injecció, no només es veu afectada per la resistència de l'aire.
A diferents velocitats del motor, fa un esforç diferent, això sense tenir en compte el nombre de la marxa engranada, el coeficient d'adhesió de les rodes a la carretera, el pendent d'aquesta mateixa carretera, velocitat del vent i molt més.
Quines altres acceleracions hi ha
La força pot fer més que fer que el cos es mogui cap endavant en línia recta. Per exemple, la força de gravetat de la Terra fa que la Lluna corbi constantment la seva trajectòria de vol de tal manera que sempre gira al nostre voltant. Hi ha una força que actua sobre la lluna en aquest cas? Sí, aquesta és la mateixa força que va descobrir Newton amb l'ajuda d'una poma: la força d'atracció.
I l'acceleració que li dóna al nostre satèl·lit natural s'anomena centrípeta. Com trobar l'acceleració de la Lluna mentre orbita?
aц=V2 / R=4π2R / T 2 on
ac – acceleració centrípeta, m/s∙s;
V és la velocitat de la Lluna a la seva òrbita, m/s;
R – radi de l'òrbita, m;
T– període de la revolució de la Lluna al voltant de la Terra, s.
ac=4 π2 384 399 000 / 23605912=0, 002723 m /s∙s
