3 sätt att beräkna acceleration

Om du någonsin har tittat på en ljus röd Ferrari flyga före din Honda Civic efter ett stoplight, har du upplevt olika accelerationspriser i första hand. Acceleration är förändringshastigheten i ett objekts hastighet när det rör sig. Du kan beräkna denna accelerationshastighet, mätt i meter per sekund, baserat på den tid det tar dig att gå från en hastighet till en annan eller baserad på massan av ett objekt.

Steg

Metod 1 av 3:

Beräkning av acceleration från en kraft

1. Definiera Newtons andra lagen om rörelse. Newtons andra lagstiftning säger att när de krafter som agerar på ett objekt är obalanserat kommer objektet att accelerera. Denna acceleration är beroende av nettokrafterna som verkar på objektet och objektets massa. Med användning av denna lag kan acceleration beräknas när en känd kraft verkar på ett föremål med känd massa.

Newtons lag kan representeras av ekvationen F_netto = m x a, var F_netto är den totala kraften som verkar på objektet, m är objektets massa, och a är accelerationen av objektet.
Vid användning av denna ekvation, behåll dina enheter i det metriska systemet. Använd kilo (kg) för massa, newtons (n) för kraft och meter per sekund kvadrat (m / s) för acceleration.

2. Hitta massan av ditt objekt. För att hitta ett objekts massa, placera det helt enkelt på en balans eller skala och hitta sin massa i gram. Om du har ett mycket stort objekt kan du behöva hitta en referens som kan ge dig massan. Större föremål kommer sannolikt att ha en massa med enheten av kilo (kg).

För denna ekvation kommer du att vilja konvertera massan i kilo. Om den massa du har är i gram, dela helt enkelt den massan med 1000 för att konvertera till kilo.

3. Beräkna nettokraft som verkar på ditt objekt. En nettokraft är en obalanserad kraft. Om du har två krafter som motsätter varandra och en är större än den andra, kommer du att ha en nettokraft i riktning mot den större kraften. Acceleration händer när en obalanserad kraft verkar på ett föremål, vilket gör att det kan byta hastigheter mot riktningen. Kraften trycker eller drar den.

Till exempel: Låt oss säga att du och din storebror spelar Tug-of-War. Du drar repet till vänster med en kraft på 5 newtons medan din bror drar repet i motsatt riktning med en kraft på 7 newtons. Nettorekraften på repet är 2 newtons till höger, i riktning mot din bror.

För att korrekt förstå enheterna, vet att 1 newton (n) är lika med 1 kg x meter / andra kvadrat (kg x m / s).

4. Ordna om ekvationen F = MA för att lösa för acceleration. Du kan ändra den här formeln runt för att lösa för acceleration genom att dela båda sidor med massan, så: a = f / m. För att hitta accelerationen, dela helt enkelt kraften genom att objektet accelereras.

Kraft är direkt proportionell mot accelerationen, vilket innebär att en större kraft kommer att leda till en större acceleration.

Massan är omvänd proportionell mot acceleration, vilket innebär att med en större massa kommer accelerationen att minska.

5. Använd formeln för att lösa för acceleration. Acceleration är lika med nettokraften som verkar på ett föremål dividerat med objektets massa. När du har etablerat värdena för dina variabler, gör den enkla divisionen för att hitta accelerationen av objektet.

Till exempel: En 10 Newton-kraft verkar likformigt på en massa av 2 kilo. Vad är objektets acceleration?

A = f / m = 10/2 = 5 m / s

Metod 2 av 3:

Beräkning av genomsnittlig acceleration från två hastigheter

1. Definiera ekvationen för genomsnittlig acceleration. Du kan beräkna den genomsnittliga accelerationen av ett föremål över en tidsperiod baserat på dess hastighet (dess hastighet som reser i en viss riktning) före och efter den tiden. För att göra detta behöver du veta ekvation för acceleration: a = ΔV / Δt var a är acceleration, ΔV är förändringen i hastighet, och Δt är den tid det tog för den förändringen att inträffa.

Enheten för acceleration är meter per sekund per sekund eller m / s.
Acceleration är en vektor kvantitet, vilket betyder att den har både en storlek och en riktning. Storleken är den totala mängden acceleration, medan riktningen är det sätt på vilket objektet rör sig. Om det saktar ner kommer accelerationen att vara negativ.

2. Förstå variablerna. Du kan ytterligare definiera ΔV och Δt: ΔV = v_f - v_jag och Δt = t_f - t_jag var v_f är den sista hastigheten, v_jag är ursprungliga hastigheten, t_f är sluttiden, och t_jag är starttiden.

Eftersom accelerationen har en riktning är det viktigt att alltid subtrahera den initiala hastigheten från den slutliga hastigheten. Om du vänder dem, kommer riktningen för din acceleration att vara felaktig.

Om inte annat anges i problemet är starttiden vanligtvis 0 sekunder.

3. Använd formeln för att hitta acceleration. Skriv först ner din ekvation och alla de givna variablerna. Ekvationen är A = ΔV / Δt = (v_f - v_jag) / (t_f - t_jag). Subtrahera den ursprungliga hastigheten från den slutliga hastigheten och dela sedan resultatet med tidsintervallet. Slutresultatet är din genomsnittliga acceleration över den tiden.

Om den slutliga hastigheten är mindre än den ursprungliga hastigheten kommer accelerationen att visa sig vara en negativ kvantitet eller den hastighet som ett objekt saktar ner.

Exempel 1: En tävlingsbil accelererar jämnt från 18.5 m / s till 46.1 m / s i 2.47 sekunder. Vad är dess genomsnittliga acceleration?

Skriv ekvationen: A = ΔV / Δt = (v_f - v_jag) / (t_f - t_jag)

Definiera variablerna: v_f = 46.1 m / s, v_jag = 18.5 m / s, t_f = 2.47 s, t_jag = 0 s.

Lösa: a = (46.1 - 18.5) / 2.47 = 11.17 meter / sekund.

Exempel 2: En biker som reser vid 22.4 m / s kommer att stoppa i 2.55 s efter att ha tillämpat bromsar. Hitta sin retardation.

Skriv ekvationen: A = ΔV / Δt = (v_f - v_jag) / (t_f - t_jag)

Definiera variablerna: v_f = 0 m / s, v_jag = 22.4 m / s, t_f = 2.55 s, t_jag = 0 s.

Lösa: a = (0 - 22.4) / 2.55 = -8.78 meter / sekund.

Metod 3 av 3:

Bekräfta din förståelse

1. Förstå riktningen för acceleration. Fysikbegreppet acceleration matchar inte alltid hur vi skulle använda termen i vardagen. Varje acceleration har en riktning, vanligtvis representerad som positiv om den är upp eller höger, och negativ om det är eller vänster. Se om ditt svar är meningsfullt baserat på denna uppdelning:

En bils beteende	Hur förändras hastigheten?	Accelerationsriktning
Förare som flyttar höger (+) träffar gaspedalen	+ → ++ (mer positiv)	positiv
Förare som flyttar höger (+) träffar bromsar	++ → + (mindre positiv)	negativ
Förare som rör sig till vänster (-) träffar gaspedalen	- → - (mer negativ)	negativ
Föraren flyttar vänster (-) träffar bromsar	-- → - (mindre negativ)	positiv
Föraren rör sig med konstant hastighet	förblir densamma	acceleration är noll

2. Förstå kraftriktningen. Kom ihåg att en kraft endast orsakar acceleration I kraftens riktning. Vissa problem kan försöka lura dig med irrelevanta värden.

Exempel Problem: En leksaksbåt med massa 10kg accelererar norr vid 2 m / s. En vindblåsande på grund av väst utövar en kraft på 100 newtons på båten. Vad är båtens nya nordliga acceleration?

Lösning: Eftersom kraften är vinkelrätt mot rörelseriktningen, har den inte en effekt på rörelse i den riktningen. Båten fortsätter att accelerera norr om 2 m / s.

3. Förstå Net Force. Om mer än en kraft verkar på ett objekt, kombinera dem i en nettokraft innan du beräknar acceleration. För ett problem i två dimensioner ser det här så här:

Exempel Problem: April drar en 400 kg behållare rätt med en kraft på 150 Newtons. Bob står till vänster om behållaren och trycker med en kraft på 200 Newtons. En vindblåsning vänster utövar en kraft på 10 Newtons. Vad är accelerationen av behållaren?

Lösning: Detta problem använder knepigt språk för att försöka fånga dig. Rita ett diagram och du får se krafterna är 150 Newtons rätt, 200 Newtons rätt och 10 Newtons kvar. Om "rätt" Är den positiva riktningen, nettokraften är 150 + 200 - 10 = 340 Newtons. Acceleration = f / m = 340 Newtons / 400 kg = 0.85 m / s.

Video.

Genom att använda den här tjänsten kan viss information delas med YouTube.

Dela på det sociala nätverket:

Hur man beräknar acceleration

Steg

Video.