ЯК обчислити прискорення :: Наука

Прискорення - Фізична поняття, що характеризує швидкість руху матеріальної точки. Це векторна величина, напрямок якої збігається з прикладеною силою, а значення пропорційно цій силі згідно з другим законом Ньютона.

Інструкція

Прискорення показує зростання швидкості тіла в одиницю часу. Як і швидкість, воно може бути і постійною і змінною величиною в залежності від типу руху. Вивченням руху тіл займається розділ фізики під назвою кінематика.

Фізичні тіла рухаються по різних траєкторіях і з різною швидкістю, наприклад, є прямолінійний і криволінійний рух, обертальний і коливальний. У свою чергу, прямолінійне буває рівномірним і нерівномірним з рівним або змінним прискоренням.

Рівномірним називається переміщення тіла на одне і те ж відстань за рівні проміжки часу. Прискорення при цьому дорівнює нулю. Щоб обчислити прискорення прямолінійного нерівномірного рівноприскореного руху, необхідно скористатися формулою: a = (v - v_0) / t, де v_0 і v - швидкості тіла, відповідно, на початку і наприкінці переміщення.

Таке прискорення може бути як позитивним, так і негативним, у другому випадку говорять про равнозамедленно русі. При змінному прискоренні має сенс знаходити середнє прискорення, який визначається як похідна функції швидкості, а саме межа співвідношення між збільшенням швидкості? V і приростом часу? T, яке прагне до нуля: a = v'_t = lim _ (? T> 0)? v /? t.

Вектор прискорення при криволінійному русі має різні напрямки, оскільки залежить від форми траєкторії. Однак розглядати кожну ділянку кривої необов'язково, достатньо сказати, що в кожному випадку ця частина шляху являє собою дугу кола. Тому задача зводиться до визначення прискорення при рівномірному русі тіла по колу: a = v? / R, де r - радіус кола.

При обертанні тіла навколо нерухомої осі обчислюють кутове прискорення, яке дорівнює першій похідній кутової швидкості за часом: a = w'_t, модуль кутової швидкості чисельно дорівнює куту повороту за одиницю часу.

Для коливального руху характерно повторюване розгойдування тіла в одну і в іншу сторони. Як приклад можна згадати маятники, молекули, частини працюючих машин та ін. Прискорення при такому русі є непостійною величиною. При максимальній амплітуді коливання воно досягає свого максимуму, в точці рівноваги воно нульове.

Найпростішим видом такого руху є гармонійні коливання. Прискорення в цьому випадку також підпорядковується гармонійному закону: a = -w? • xm • cos (w • t +? _0), де: w - частота коливань, xm - максимальна амплітуда,? _0 - початкова фаза коливань.

Знак мінус в цій формулі показує, що напрямок прискорення завжди протилежно зміщенню. Це означає, що згідно з другим законом Ньютона сила, що змушує тіло здійснювати коливання, завжди спрямована в бік рівноваги x = 0.