Садржај
Брзина и убрзање два су основна појма у механици, или физика кретања, и повезани су. Ако мерите брзину објекта док снимате време, а затим поново измерите мало касније, такође током снимања времена, можете пронаћи убрзање, што је разлика у тим брзинама, подељеним са временским интервалом. То је основна идеја, мада би у неким проблемима требало да се добију брзине из других података.
Постоји још један начин израчунавања убрзања на основу Њутонових закона. Према првом закону, тело остаје у стању једнообразног кретања, осим ако делује на силу, а други закон изражава математички однос између величине силе (Ф) и убрзање (а) тело масе м искуства због те силе. Веза је Ф = ма. Ако знате величину силе која делује на тело, а знате и телесну масу, можете одмах израчунати убрзање које доживљава.
Просечна једначина за убрзање
Замислите ауто на аутопуту. Ако желите да знате колико брзо иде, а брзиномер не ради, изаберите две тачке на његовом путу, Икс1 и Икс2, и гледате на свој сат како аутомобил пролази кроз сваку тачку. Просечна брзина аутомобила је удаљеност између две тачке дељена с временом које је потребно да аутомобил прође оба пута. Ако је време на сату у Икс1 је т1, и време у Икс2 је т2, брзина аутомобила (с) је:
с= ∆Икс ÷ ∆т = (Икс2 − Икс1) ÷ (т2 − т1).
Претпоставимо сада да брзиномер аутомобила ради, а у одређеним тачкама бележи две различите брзине Икс1 и Икс2. Пошто су брзине различите, аутомобил је морао да убрзава. Убрзање се дефинира као промјена брзине током одређеног временског интервала. Може бити негативан број, што би значило да је аутомобил успорио. Ако је тренутна брзина како је на време снимио брзиномер т1 је с1, и брзина на време т2 је с2, убрзање (а) између тачака Икс1 и Икс2 је:
а = ∆с ÷ ∆т = (с2 − с1) ÷ (т2 − т1).
Ова једначина просечног убрзања говори о томе да ако измерите брзину у одређено време и измерите је опет у друго време, убрзање је промена брзине подељена са временским интервалом. Јединице брзине у СИ систему су мерачи / секунде (м / с), а јединице убрзања су метри / секунде / секунде (м / с / с) што се обично пише м / с2. У царском систему префериране јединице убрзања су ноге / секунде / секунде или фт / с2.
Пример: Авион лети 100 миља на сат непосредно након полетања, а своју висину за крстарење достиже 30 минута касније, када лети 500 миља на сат. Које је било његово просечно убрзање када се пењао на своју крстарећу висину?
Можемо користити горњу формулу убрзања. Разлика у брзини (∆с) је 400 мпх, а време 30 минута, што је 0,5 сати. Убрзање је тада
а = 400 мпх / 0.5 хр = 800 миља / сат2.
Невтонс Сецонд Лав нуди калкулатор за убрзање
Једначина која изражава Њутонов други закон, Ф = ма, један је од најкориснијих у физици и служи као формула за убрзање. Јединица силе у систему СИ је Њутн (Н), названа по самом сиру Исаку. Један Њутн је сила потребна за давање масе 1 килограм убрзања од 1 м / с2. У царском систему јединица силе је фунта. Тежина се такође мери у килограмима, тако да се разликују маса од силе, јединице силе називају се фунта-сила (лбф).
Невтонску једнаџбу можете преуредити тако да је решите за убрзање дељењем обе стране са м. Добијате:
а = Ф/м
Користите овај израз као калкулатор убрзања када знате масу и јачину примењене силе.
Пример: Предмет масе 8 кг. доживљава силу од 20 Њута. Које просечно убрзање доживљава?
а = Ф/м = 20 Н / 8 кг = 2.5 м / с2.
Пример: Аутомобил од 2.000 килограма има силу од 1.000 фунти. Шта је његово убрзање?
Тежина није иста као маса, тако да да бисте добили масу аутомобила, морате да поделите њену тежину на убрзање захваљујући гравитацији, са 32 фт / с2. Одговор је 62,5 пужева (пужеви су јединица за масу у царском систему). Сада можете израчунати убрзање:
а = Ф/м = 1.000 лбф / 62.5 пужева = 16 фт / с2.