Kuinka löytää kiihtyvyys ja mikä kiihtyvyys auttaa määrittämään

2024 Kirjoittaja: Angel Austin | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 05:25

Kiihdytys on tuttu sana. Ei insinööri, se tulee useimmiten esiin uutisartikkeleissa ja numeroissa. Kehityksen, yhteistyön ja muiden yhteiskunnallisten prosessien nopeuttaminen. Tämän sanan alkuperäinen merkitys liittyy fyysisiin ilmiöihin. Kuinka löytää liikkuvan korin kiihtyvyys tai kiihtyvyys auton tehon indikaattorina? Voiko sillä olla muita merkityksiä?

Mitä tapahtuu 0:n ja 100:n välillä (termin määritelmä)

Auton tehon ilmaisimen katsotaan olevan ajankohta, jolloin se kiihtyy nollasta satoihin. Mutta mitä siinä välissä tapahtuu? Harkitse Lada Vestaa sen väitetyillä 11 sekunnilla.

Yksi kaavoista kiihtyvyyden löytämiseksi on kirjoitettu seuraavasti:

a=(V₂ – V₁) / t

Meidän tapauksessamme:

a – kiihtyvyys, m/s∙s

V1 – alkunopeus, m/s;

V2 – loppunopeus, m/s;

t – aika.

Tuotaan tiedot SI-järjestelmään, eli km/h lasketaan uudelleen m/s:

100 km/h=100000 m /3600 s=27,28 m/s.

Nyt löydät Kalinan kiihtyvyyden:

a=(27, 28 – 0) / 11=2,53 m/s∙s

Mitä nämä luvut tarkoittavat? Kiihtyvyys 2,53 metriä sekunnissa sekunnissa osoittaa, että joka sekunti auton nopeus kasvaa 2,53 m/s.

Kun aloitat paikasta (tyhjästä):

• ensimmäisessä sekunnissa auto kiihtyy 2,53 m/s nopeuteen;
• toiselle - jopa 5,06 m/s;
• kolmannen sekunnin lopussa nopeus on 7,59 m/s jne.

Voimme siis tiivistää: kiihtyvyys on pisteen nopeuden kasvua aikayksikköä kohden.

Newtonin toinen laki, se on helppoa

Joten, kiihtyvyysarvo lasketaan. On aika kysyä, mistä tämä kiihtyvyys tulee, mikä on sen ensisijainen lähde. On vain yksi vastaus - voima. Voima, jolla pyörät työntävät autoa eteenpäin, saa sen kiihtymään. Ja kuinka löytää kiihtyvyys, jos tämän voiman suuruus tiedetään? Näiden kahden suuren ja aineellisen pisteen massan välisen suhteen määritti Isaac Newton (tätä ei tapahtunut sinä päivänä, jolloin omena putosi hänen päähänsä, sitten hän löysi toisen fyysisen lain).

Ja tämä laki on kirjoitettu näin:

F=m ∙ a, missä

F – voima, N;

m – massa, kg;

a – kiihtyvyys, m/s∙s.

Venäläisen autoteollisuuden tuotteeseen viitaten voit laskea voiman, jolla pyörät työntävät autoa eteenpäin.

F=m ∙ a=1585 kg ∙ 2,53 m/s∙s=4010 N

tai 4010/9,8=409 kg∙s

Tarkoittaako tämä, että jos et vapauta kaasupoljinta, auto kiihtyy, kunnes se saavuttaa äänennopeuden? Ei tietenkään. Jo saavuttaessaan nopeuden 70 km/h (19,44 m/s), ilmanvastus saavuttaa 2000 N.

Kuinka löytää kiihtyvyys, kun Lada "lentää" sellaisella nopeudella?

a=F / m=(F_pyörät – F_resist.) / m=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 m/s∙s

Kuten näet, kaavan avulla voit löytää sekä kiihtyvyyden, kun tiedät voiman, jolla moottorit vaikuttavat mekanismiin (muut voimat: tuuli, veden virtaus, paino jne.), että päinvastoin.

Miksi sinun on tiedettävä kiihtyvyys

Ensinnäkin, jotta voidaan laskea minkä tahansa materiaalikappaleen nopeus kiinnostavana ajankohtana sekä sen sijainti.

Oletetaan, että "Lada Vesta" kiihtyy Kuussa, jossa sen puuttumisen vuoksi ei ole edestä ilmanvastusta, niin sen kiihtyvyys on jossain vaiheessa vakaa. Tässä tapauksessa määritämme auton nopeuden 5 sekuntia käynnistyksen jälkeen.

V=V₀ + a ∙ t=0 + 2,53 ∙ 5=12,65 m/s

tai 12,62 ∙ 3600 / 1000=45,54 km/h

V₀ – alkupistenopeus.

Ja kuinka kaukana alusta kuuautomme on tällä hetkellä? Helpoin tapa tehdä tämä on käyttää yleiskaavaa koordinaattien määrittämiseen:

x=x₀ + V₀t + (at²) / 2

x=0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 5²) / 2=31,63 m

x₀ – alkukirjainpisteen koordinaatti.

Tämä on juuri se matka, jonka Vesta ehtii lähteä lähtöviiv alta 5 sekunnin kuluttua.

Mutta itse asiassa, jotta voidaan löytää pisteen nopeus ja kiihtyvyys tietyllä hetkellä, todellisuudessa on tarpeen ottaa huomioon ja laskea monia muita tekijöitä. Tietenkin, jos Lada Vesta osuu kuuhun, se ei tapahdu pian, sen kiihtyvyyteen, uuden ruiskutusmoottorin tehon lisäksi, vaikuttaa paitsi ilmanvastus.

Moottorin eri nopeuksilla se tuottaa erilaista voimaa, tässä ei oteta huomioon kytkettyjen vaihteiden lukumäärää, pyörien pitokerrointa tiehen, juuri tämän tien k altevuutta, tuulen nopeus ja paljon muuta.

Mitä muita kiihdytyksiä on olemassa

Voima voi tehdä enemmän kuin vain saada kehon liikkumaan eteenpäin suorassa linjassa. Esimerkiksi Maan painovoima saa Kuun jatkuvasti kaartamaan lentorataa siten, että se kiertää aina ympärillämme. Vaikuttaako kuuhun tässä tapauksessa voima? Kyllä, tämä on sama voima, jonka Newton löysi omenan avulla - vetovoiman.

Ja sen luonnolliselle satelliitillemme antamaa kiihtyvyyttä kutsutaan keskipisteiseksi. Kuinka selvittää Kuun kiihtyvyys sen kiertäessä?

a_ц=V² / R=4π²R / T 2 ^missä

a_c – keskikiihtyvyys, m/s∙s;

V on Kuun nopeus sen kiertoradalla, m/s;

R – kiertoradan säde, m;

T – Kuun kierros Maan ympäri, s.

a_c=4 π² 384 399 000 / 2360591²=0, 0017 m23 /s∙s