Dzl152.ru

Авто Дизель
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ускорение, разгон, инерция. Автомобиль набирает скорость

Ускорение, разгон, инерция. Автомобиль набирает скорость

Красный свет светофора сменился желтым, затем зеленым. С напряженным ревом срываются с места машины, затем звук двигателей на мгновение стихает — это водители отпустили педаль подачи топлива и переключают передачи, снова разгон, снова момент затишья и опять разгон. Только метров через 100 после перекрестка поток машин как бы успокаивается и плавно катит до следующего светофора. Лишь один старый автомобиль «Москвич» прошел перекресток ровно и бесшумно. На рисунке видно, как он обогнал все автомобили и вырвался далеко вперед. Этот автомобиль подъехал к перекрестку как раз в тот момент, когда зажегся зеленый сигнал светофора, водителю не пришлось тормозить и останавливать машину, не пришлось после этого снова брать разгон. Как же получается, что один автомобиль (да еще маломощный «Москвич» старого выпуска) легко, без напряжения движется со скоростью около 50 км/час, в то время как другие с явным напряжением постепенно набирают скорость и достигают скорости 50 км/час далеко после перекрестка, когда «Москвич» уже приближается к следующему светофору? Очевидно, что для равномерного движения требуется значительно меньше усилий и расхода мощности, чем при разгоне или, как говорят, при ускоренном движении.

Сравнительно слабый автомобиль может обогнать более мощные, если он подходит к перекрестку в момент включения зеленого света и не затрачивает усилий на трогание с места и разгон

Рис. Сравнительно слабый автомобиль может обогнать более мощные, если он подходит к перекрестку в момент включения зеленого света и не затрачивает усилий на трогание с места и разгон.

Но прежде чем изучать разгон автомобиля, нужно вспомнить некоторые понятия.

Ускорение автомобиля

Если автомобиль проходит в каждую секунду одинаковое число метров, движение называется равномерным или установившимся. Если пройденный автомобилем путь в каждую секунду (скорость) изменяется, движение называется:

  • при увеличении скорости — ускоренным
  • при уменьшении скорости — замедленным

Приращение скорости в единицу времени называют ускорением, уменьшение скорости в единицу времени — отрицательным ускорением, или замедлением.

Ускорение измеряют приростом или убыванием скорости (в метрах в секунду) за 1 сек. Если за секунду скорость увеличивается на 3 м/сек, ускорение равно 3 м/сек в секунду или 3 м/сек/сек или 3 м/сек2.

Ускорение обозначают буквой j.

Ускорение, равное 9,81 м/сек2 (или округленно, 10 м/сек2), соответствует ускорению, которое, как известно из опыта, имеет свободно падающее тело (без учета сопротивления воздуха), и называется ускорением силы тяжести. Его обозначают буквой g.

Разгон автомобиля

Разгон автомобиля обычно изображают графически. На горизонтальной оси графика откладывают путь, а на вертикальной — скорость и наносят точки, соответствующие каждому пройденному отрезку пути. Вместо скорости на вертикальной шкале можно откладывать время разгона, как это показано на графике разгона отечественных автомобилей.

График пути разгона

График разгона представляет собой кривую с постепенно убывающим углом наклона. Уступы кривой соответствуют моментам переключения передач, когда ускорение на какой-то момент падает, однако их часто не показывают.

Инерция

Автомобиль не может с места развить сразу большую скорость, потому что ему приходится преодолевать не только силы сопротивления движению, но и инерцию.

Инерция — это свойство тела сохранять состояние покоя или состояние равномерного движения. Из механики известно, что неподвижное тело может быть приведено в движение (или скорость движущегося тела изменена) только под действием внешней силы. Преодолевая действие инерции, внешняя сила изменяет скорость тела, иначе говоря, придает ему ускорение. Величина ускорения пропорциональна величине силы. Чем больше масса тела, тем большей должна быть сила для придания этому телу нужного ускорения. Масса — это величина, пропорциональная количеству вещества в теле; масса т равна весу тела G, деленному на ускорение силы тяжести g (9,81 м/сек2):

Масса автомобиля сопротивляется разгону с силой Pj, эту силу называют силой инерции. Чтобы разгон мог произойти, на ведущих колесах нужно создать дополнительно силу тяги, равную силе инерции. Значит, сила, необходимая для преодоления инерции тела и для придания телу определенного ускорения j, оказывается пропорциональной массе тела и ускорению. Эта сила равна:

Для ускоренного движения автомобиля требуется дополнительная затрата мощности:

Nj = Pj*Va / 75 = Gj*Va / 270*9,81 = Gj*Va / 2650, л.с.

Для точности расчетов в уравнения (31) и (32) следует включить множитель б («дельта») — коэффициент вращающихся масс, учитывающий влияние вращающихся масс автомобиля (особенно маховика двигателя и колес) на разгон. Тогда:

Графики времени разгона отечественных автомобилей

Рис. Графики времени разгона отечественных автомобилей.

Влияние вращающихся масс заключается в том, что, кроме преодоления инерции массы автомобиля, необходимо «раскрутить» маховик, колеса и другие вращающиеся части машины, затратив на это часть мощности двигателя. Величину коэффициента б можно считать приблизительно равной:

б = 1,03 + 0,05*ik^2

где ik — передаточное число в коробке передач.

Теперь, взяв для примера автомобиль с полным весом 2000 кг, нетрудно сравнить силы, необходимые для поддержания движения этого автомобиля по асфальту со скоростью 50 км/час (пока без учета сопротивления воздуха) и для трогания его с места с ускорением около 2,5 м/сек2, обычным для современных легковых автомобилей.

Для преодоления сопротивления инерции на высшей передаче (ik = 1) потребуется сила:

Такой силы на высшей передаче автомобиль не может развить, нужно включить первую передачу (с передаточным числом ik = 3).

Pj = 2000*2,5*1,5 / 9,81 = 760, кг

что для современных легковых автомобилей вполне возможно.

Итак, сила, необходимая для трогания с места, оказывается в 25 раз больше силы, необходимой для поддержания движения с постоянной скоростью 50 км/час.

Чтобы обеспечить быстрый разгон автомобиля, требуется устанавливать двигатель большой мощности. При движении с постоянной скоростью (кроме максимальной) двигатель работает не в полную мощность.

Читайте так же:
Можно ли попасть в Мфц без записи?

Из сказанного выше понятно, почему при трогании с места нужно включать низшую передачу. Попутно отметим, что на грузовых автомобилях обычно следует начинать разгон на второй передаче. Дело в том, что на первой передаче (ik примерно равно 7.) очень велико влияние вращающихся масс и тяговой силы не хватит, чтобы сообщить автомобилю большое ускорение; разгон получится очень медленным.

На сухой дороге при коэффициенте сцепления ф, равном около 0,7, трогание с места на низшей передаче не вызывает никаких затруднений, так как сила сцепления все еще превышает тяговую силу. Но на скользкой дороге может часто оказаться, что тяговая сила на низшей передаче больше силы сцепления (особенно при ненагруженном автомобиле), и колеса начинают буксовать. Из этого положения есть два выхода:

  1. уменьшить силу тяги троганием с места при малой подаче топлива или на второй передаче (для грузовых автомобилей — на третьей);
  2. увеличить коэффициент сцепления, т. е. подсыпать под ведущие колеса песок, подложить ветки, доски, тряпки, надеть на колеса цепи и т. д.

При разгоне особенно сказывается разгрузка передних колес и дополнительная нагрузка задних. Можно наблюдать, как в момент трогания с места автомобиль заметно, а иногда и очень резко «приседает» на задние колеса. Это перераспределение нагрузки происходит и при равномерном движении автомобиля. Оно объясняется противодействием вращающему моменту. Зубья ведущей шестерни главной передачи давят на зубья ведомой (коронной) и как бы прижимают заднюю ось к земле; при этом возникает реакция, отталкивающая ведущую шестерню вверх; происходит небольшое поворачивание всего заднего моста в направлении, обратном направлению вращения колес. Закрепленные на картере моста рессоры своими концами приподнимают переднюю часть рамы или кузова и опускают заднюю. Между прочим отметим, что именно вследствие разгрузки передних колес их легче повернуть во время движения автомобиля с включенной передачей, чем во время движения накатом, а тем более чем на стоянке. Это знает каждый водитель. Однако вернемся к дополнительно нагруженным задним колесам.

Дополнительная, прибавочная нагрузка на задние колеса Zd от передаваемого момента тем больше, чем больше момент Мк, подведенный к колесу и чем короче колесная база автомобиля L (в м):

Естественно, что эта нагрузка особенно велика при движении на низших передачах, так как подводимый к колесам момент увеличен. Так, на автомобиле ГАЗ-51 дополнительная нагрузка на первой передаче равна:

Во время трогания с места и разгона на автомобиль действует сила инерции Pj, приложенная в центре тяжести автомобиля и направленная назад, т. е. в сторону, обратную ускорению. Так как сила Pj приложена на высоте hg от плоскости дороги, она будет стремиться как бы опрокинуть автомобиль вокруг задних колес. При этом нагрузка на задние колеса увеличится, а на передние — уменьшится на величину:

При передаче усилий от двигателя нагрузка на задние колеса увеличивается, а на передние — уменьшается

Рис. При передаче усилий от двигателя нагрузка на задние колеса увеличивается, а на передние — уменьшается.

Таким образом, при трогании с места на задние колеса и шины приходится нагрузка от веса автомобиля, от передаваемого увеличенного вращающего момента и от силы инерции. Эта нагрузка действует на подшипники заднего моста и главным образом на шины задних колес. Чтобы сберечь их, нужно троганье с места осуществлять как можно более плавно. Следует напомнить, что на подъеме задние колеса еще более нагружены. На крутом подъеме при трогании с места, да еще при высоком расположении центра тяжести автомобиля, может создаться такая разгрузка передних колес и перегрузка задних, которая приведет к повреждению шин и даже к опрокидыванию автомобиля назад.

Кроме нагрузки от тягового усилия, при разгоне на задние колеса действует дополнительная сила от инерции массы автомобиля

Рис. Кроме нагрузки от тягового усилия, при разгоне на задние колеса действует дополнительная сила от инерции массы автомобиля.

Автомобиль двигается с ускорением, и скорость движения его увеличивается, пока тяговая сила больше силы сопротивления движению. С увеличением скорости сопротивление движению возрастает; когда установится равенство тяговой силы и сопротивления, автомобиль приобретает равномерное движение, скорость которого зависит от величины нажима на педаль подачи топлива. Если водитель до отказа нажимает на педаль подачи топлива, эта скорость равномерного движения является одновременно и наибольшей скоростью автомобиля.

Работа по преодолению сил сопротивления качению и воздуха не создает запаса энергии — энергия расходуется на борьбу с этими силами. Работа по преодолению сил инерции при разгоне автомобиля переходит в энергию движения. Эту энергию называют кинетической энергией. Создающийся при этом запас энергии можно использовать, если после некоторого разгона отсоединить ведущие колеса от двигателя, установить рычаг переключения коробки передач в нейтральное положение, т. е. дать возможность автомобилю двигаться по инерции, накатом. Движение накатом происходит до тех пор, пока запас энергии не израсходуется на преодоление сил сопротивления движению. Уместно напомнить, что на одном и том же отрезке пути расход энергии на разгон гораздо больше расхода на преодоление сил сопротивления движению. Поэтому за счет накопленной энергии путь наката может быть в несколько раз больше пути разгона. Так, путь наката со скорости 50 км/час равен для автомобиля «Победа» около 450 м, для автомобиля ГАЗ-51 — около 720 м, в то время как путь разгона до этой скорости равен соответственно 150—200 м и 250—300 м Если водитель не стремится ехать на автомобиле с очень большой скоростью, он может значительную часть пути вести автомобиль «накатом» и экономить таким образом энергию и, тем самым, топливо.

Как найти ускорение тела в физике?

Определить ускорение при равноускоренном прямолинейном движении можно по формуле: a = v 1 − v 0 t = Δ v t , где v 1 , v 0 — скорости в начале и в конце рассматриваемого периода времени длительностью .

Читайте так же:
Как подключить ноутбук к телевизору LG через кабель HDMI?

Как найти ускорение тела?

Вычтите начальную скорость из конечной скорости, а затем разделите результат на промежуток времени (изменение времени). Вы получите среднее ускорение за данный промежуток времени. Если конечная скорость меньше начальной, то ускорение имеет отрицательное значение, то есть тело замедляется.

Как определяется ускорение?

Ускорение – это физическая величина, равная отношению изменения скорости тела ко времени, за которое это изменение произошло (рис. 3). где – текущая или конечная скорость; – начальная скорость; – промежуток времени, за который произошло изменение скорости.

Как найти ускорение при равномерном движении?

Равноускоренное движение — это движение с постоянным ускорением: a=const. Ускорение тела при его равноускоренном движении — это величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло: a → = v → − v 0 → t .

Какой буквой обозначает ускорение?

Ускорение обозначается буквой а (исключение составляет лишь ускорение свободного падения, эта величина обозначается буквой g (читается [жэ]), g = 9,81 м/с2).

Как найти ускорение пример?

Определить ускорение при равноускоренном прямолинейном движении можно по формуле: a = v 1 − v 0 t = Δ v t , где v 1 , v 0 — скорости в начале и в конце рассматриваемого периода времени длительностью .

Как найти модуль ускорения тела?

Модуль полного ускорения равен: a=√(v2R)2+(dvdt)2(16). Единицей измерения ускорения в Международной системе единиц (СИ) является метр на секунду в квадрате: [a]=мс2.

В чем измеряется ускорение а?

Единицей ускорения в Международной системе единиц (СИ) служит метр в секунду за секунду [м/с²], [m/s²].

Когда тело движется ускоренно?

«Ускоренное» — значит «убыстренное», с возрастающей скоростью, когда тело двигается все быстрее и быстрее. Ага, значит скорость не постоянная. Она меняется. … Иногда такое движение с уменьшением скорости называют равнозамедленным движением.

Как найти S при равноускоренном движении?

При равноускоренном движении путь изменяется согласно квадратной зависимости: s = v 0 t + a t 2 2 . В координатах зависимость имеет вид: x = x 0 + v 0 x t + a x t 2 2 .

Как найти путь при равномерном движении?

Чтобы определить путь, который прошло тело при равномерном движении, необходимо скорость движения тела умножить на время которое это тело двигалось. S=V*t.

Как найти время при Равнозамедленном движении?

v → ( t ) = v → 0 + a → t , где v → ( t ) — вектор скорости точки в произвольный момент времени t ; v → 0 — вектор ее начальной скорости; a → — вектор ускорения. Модуль скорости при равнопеременном движении может как увеличиваться (равноускоренное движение), так и уменьшаться (равнозамедленное движение).

Что называется нормальным ускорением?

НОРМАЛЬНОЕ УСКОРЕНИЕ — составляющая ускорения точки при криволинейном движении, направленная по нормали к ее траектории в сторону центра кривизны. Нормальным ускорением называется также центростремительным. Нормальное ускорение численно равно v2/p, где v скорость точки …

Какая буква обозначает силу?

Для обозначения силы обычно используется символ F — от лат. fortis (сильный).

Чему равно ускорение g?

Ускорение свободного падения на поверхности Земли g (обычно произносится как «же») варьируется от 9,780 м/с² на экваторе до 9,82 м/с² на полюсах. Стандартное («нормальное») значение, принятое при построении систем единиц, составляет 9,80665 м/с².

Как найти скорость с ускорением формула. Как найти ускорение, зная путь и время

Ускорение характеризует быстроту изменения скорости движущегося тела. Если скорость тела остается постоянной, то оно не ускоряется. Ускорение имеет место только в том случае, когда скорость тела меняется. Если скорость тела увеличивается или уменьшается на некоторую постоянную величину, то такое тело движется с постоянным ускорением. Ускорение измеряется в метрах в секунду за секунду (м/с 2) и вычисляется по значениям двух скоростей и времени или по значению силы, приложенной к телу.

Вычисление среднего ускорения по двум скоростям

Формула для вычисления среднего ускорения. Среднее ускорение тела вычисляется по его начальной и конечной скоростям (скорость – это быстрота передвижения в определенном направлении) и времени, которое необходимо телу для достижения конечной скорости. Формула для вычисления ускорения: a = Δv / Δt , где а – ускорение, Δv – изменение скорости, Δt – время, необходимое для достижения конечной скорости.

Определение переменных. Вы можете вычислить Δv и Δt следующим образом: Δv = v к — v н и Δt = t к — t н , где v к – конечная скорость, v н – начальная скорость, t к – конечное время, t н – начальное время.

  • Так как ускорение имеет направление, всегда вычитайте начальную скорость из конечной скорости; в противно случае направление вычисленного ускорения будет неверным.
  • Если в задаче начальное время не дано, то подразумевается, что t н = 0.

Найдите ускорение при помощи формулы. Для начала напишите формулу и данные вам переменные. Формула: . Вычтите начальную скорость из конечной скорости, а затем разделите результат на промежуток времени (изменение времени). Вы получите среднее ускорение за данный промежуток времени.

  • Если конечная скорость меньше начальной, то ускорение имеет отрицательное значение, то есть тело замедляется.
  • Пример 1: автомобиль разгоняется с 18,5 м/с до 46,1 м/с за 2,47 с. Найдите среднее ускорение.
    • Напишите формулу: a = Δv / Δt = (v к — v н)/(t к — t н)
    • Напишите переменные: v к = 46,1 м/с, v н = 18,5 м/с, t к = 2,47 с, t н = 0 с.
    • Вычисление: a = (46,1 — 18,5)/2,47 = 11,17 м/с 2 .
    • Напишите формулу: a = Δv / Δt = (v к — v н)/(t к — t н)
    • Напишите переменные: v к = 0 м/с, v н = 22,4 м/с, t к = 2,55 с, t н = 0 с.
    • Вычисление: а = (0 — 22,4)/2,55 = -8,78 м/с 2 .

    Вычисление ускорения по силе

    Второй закон Ньютона. Согласно второму закону Ньютона тело будет ускоряться, если силы, действующие на него, не уравновешивают друг друга. Такое ускорение зависит от результирующей силы, действующей на тело. Используя второй закон Ньютона, вы можете найти ускорение тела, если вам известна его масса и сила, действующая на это тело.

    • Второй закон Ньютона описывается формулой: F рез = m x a , где F рез – результирующая сила, действующая на тело, m – масса тела, a – ускорение тела.
    • Работая с этой формулой, используйте единицы измерения метрической системы, в которой масса измеряется в килограммах (кг), сила в ньютонах (Н), а ускорение в метрах в секунду за секунду (м/с 2).

    Найдите массу тела. Для этого положите тело на весы и найдите его массу в граммах. Если вы рассматриваете очень большое тело, поищите его массу в справочниках или в интернете. Масса больших тел измеряется в килограммах.

    • Для вычисления ускорения по приведенной формуле необходимо преобразовать граммы в килограммы. Разделите массу в граммах на 1000, чтобы получить массу в килограммах.

    Найдите результирующую силу, действующую на тело. Результирующая сила не уравновешивается другими силами. Если на тело действуют две разнонаправленные силы, причем одна из них больше другой, то направление результирующей силы совпадает с направлением большей силы. Ускорение возникает тогда, когда на тело действует сила, которая не уравновешена другими силами и которая приводит к изменению скорости тела в направлении действия этой силы.

    Преобразуйте формулу F = ma так, чтобы вычислить ускорение. Для этого разделите обе стороны этой формулы на m (массу) и получите: a = F/m. Таким образом, для нахождения ускорения разделите силу на массу ускоряющегося тела.

    • Сила прямо пропорциональна ускорению, то есть чем больше сила, действующая на тело, тем быстрее оно ускоряется.
    • Масса обратно пропорциональна ускорению, то есть чем больше масса тела, тем медленнее оно ускоряется.

    Вычислите ускорение по полученной формуле. Ускорение равно частному от деления результирующей силы, действующей на тело, на его массу. Подставьте данные вам значения в эту формулу, чтобы вычислить ускорение тела.

    • Например: сила, равная 10 Н, действует на тело массой 2 кг. Найдите ускорение тела.
    • a = F/m = 10/2 = 5 м/с 2

    Проверка ваших знаний

    Направление ускорения. Научная концепция ускорения не всегда совпадает с использованием этой величины в повседневной жизни. Помните, что у ускорения есть направление; ускорение имеет положительное значение, если оно направлено вверх или вправо; ускорение имеет отрицательное значение, если оно направлено вниз или влево. Проверьте правильность вашего решения, основываясь на следующей таблице:

    Результирующая сила. Если на тело действуют сразу несколько сил, найдите результирующую силу, а затем приступайте к вычислению ускорения. Рассмотрим следующую задачу (в двумерном пространстве):

    • Владимир тянет (справа) контейнер массой 400 кг с силой 150 Н. Дмитрий толкает (слева) контейнер с силой 200 Н. Ветер дует справа налево и действует на контейнер с силой 10 Н. Найдите ускорение контейнера.
    • Решение: условие этой задачи составлено так, чтобы запутать вас. На самом деле все очень просто. Нарисуйте схему направления сил, так вы увидите, что сила в 150 Н направлена вправо, сила в 200 Н тоже направлена вправо, а вот сила в 10 Н направлена влево. Таким образом, результирующая сила равна: 150 + 200 — 10 = 340 Н. Ускорение равно: a = F/m = 340/400 = 0,85 м/с 2 .

    Все задачи, в которых присутствует движение объектов, их перемещение или вращение, так или иначе связаны со скоростью.

    Данный термин характеризует перемещение объекта в пространстве за определенный отрезок времени – число единиц расстояния за единицу времени. Он является частым «гостем» как разделов математики, так и физики. Исходное тело может менять свое расположение как равномерно, так и с ускорением. В первом случае величина скорости статична и в ходе движения не меняется, во втором наоборот – увеличивается или уменьшается.

    Как найти скорость – равномерное движение

    Если скорость движения тела оставалась неизменной от начала перемещения и до окончания пути, то речь идет о перемещении с постоянным ускорением – равномерном движении. Оно может быть прямолинейным или же криволинейным. В первом случае траекторией перемещения тела является прямая.

    • V – искомая скорость,
    • S – пройденное расстояние (общий путь),
    • t – общее время движения.

    Как найти скорость – ускорение постоянно

    Если объект двигался с ускорением, то его скорость по мере движения менялась. В таком случае найти искомую величину поможет выражение:

    • V (нач) – первоначальная скорость движения объекта,
    • a – ускорение тела,
    • t – общее время пути.

    Как найти скорость – неравномерное движение

    В данном случае имеет место ситуация, когда разные участки пути тело проходило за разное время.
    S(1) – за t(1),
    S(2) – за t(2) и т.д.

    На первом участке движение происходило в “темпе” V(1), на втором – V(2) и т.д.

    Чтобы узнать скорость перемещения объекта на всем пути (ее среднее значение) воспользуйтесь выражением:

    Как найти скорость – вращение объекта

    В случае вращения речь идет об угловой скорости, определяющей угол, на который поворачивается элемент за единицу времени. Обозначается искомая величина символом ω (рад/с).

    • ω = Δφ/Δt, где:

    Δφ – пройденный угол (приращение угла),
    Δt – прошедшее время (время движения – приращение времени).

    • В случае, если вращение равномерное, искомая величина (ω) связана с таким понятием как период вращения – за какое время наш объект совершит 1 полный оборот. В таком случае:

    ω = 2π/T, где:
    π – константа ≈3,14,
    T – период.

    Или ω = 2πn, где:
    π – константа ≈3,14,
    n – частота обращения.

    • При известной линейной скорости объекта для каждой точки на пути движения и радиусе окружности, по которой она перемещается, для нахождения скорости ω потребуется следующее выражение:

    ω = V/R, где:
    V – численное значение векторной величины (линейной скорости),
    R – радиус траектории следования тела.

    Как найти скорость – сближение и отдаление точек

    В подобного рода задачах уместным будет использование терминов скорость сближения и скорость отдаления.

    Если объекты направляются друг к другу, то скорость сближения (отдаления) будет следующей:
    V (сближ) = V(1) + V(2), где V(1) и V(2) – скорости соответствующих объектов.

    Если одно из тел догоняет другое, то V (сближ) = V(1) – V(2), V(1) больше V(2).

    Как найти скорость – движение по водоему

    Если события разворачиваются на воде, то к собственной скорости объекта (движение тела относительно воды) добавляется еще и скорость течения (т.е. движение воды относительно неподвижного берега). Как взаимосвязаны эти понятия?

    В случае перемещения по течению V=V(собст) + V(теч).
    Если против течения – V=V(собств) – V(теч.).

    Ускорение – это величина, которая характеризует быстроту изменения скорости.

    Например, автомобиль, трогаясь с места, увеличивает скорость движения, то есть движется ускоренно. Вначале его скорость равна нулю. Тронувшись с места, автомобиль постепенно разгоняется до какой-то определённой скорости. Если на его пути загорится красный сигнал светофора, то автомобиль остановится. Но остановится он не сразу, а за какое-то время. То есть скорость его будет уменьшаться вплоть до нуля – автомобиль будет двигаться замедленно, пока совсем не остановится. Однако в физике нет термина «замедление». Если тело движется, замедляя скорость, то это тоже будет ускорение тела, только со знаком минус (как вы помните, скорость – это векторная величина).

    > – это отношение изменения скорости к промежутку времени, за который это изменении произошло. Определить среднее ускорение можно формулой:

    Рис. 1.8. Среднее ускорение. В СИ единица ускорения – это 1 метр в секунду за секунду (или метр на секунду в квадрате), то есть

    Метр на секунду в квадрате равен ускорению прямолинейно движущейся точки, при котором за одну секунду скорость этой точки увеличивается на 1 м/с. Иными словами, ускорение определяет, насколько изменяется скорость тела за одну секунду. Например, если ускорение равно 5 м/с 2 , то это означает, что скорость тела каждую секунду увеличивается на 5 м/с.

    Мгновенное ускорение тела (материальной точки) в данный момент времени – это физическая величина, равная пределу, к которому стремится среднее ускорение при стремлении промежутка времени к нулю. Иными словами – это ускорение, которое развивает тело за очень короткий отрезок времени:

    При ускоренном прямолинейном движении скорость тела возрастает по модулю, то есть

    Как найти ускорение все формулы?

    Определить ускорение при равноускоренном прямолинейном движении можно по формуле: a = v 1 − v 0 t = Δ v t , где v 1 , v 0 — скорости в начале и в конце рассматриваемого периода времени длительностью .

    Как определяется ускорение?

    Ускорение – это физическая величина, равная отношению изменения скорости тела ко времени, за которое это изменение произошло (рис. 3). где – текущая или конечная скорость; – начальная скорость; – промежуток времени, за который произошло изменение скорости.

    Как найти ускорение ах?

    Ускорение – это величина, показывающая, как быстро изменяется скорость тела. Ускорение равно разности между конечной и начальной скоростью тела, делённой на время, в течение которого тело меняло скорость.

    Как найти чему равно ускорение тела?

    Вычтите начальную скорость из конечной скорости, а затем разделите результат на промежуток времени (изменение времени). Вы получите среднее ускорение за данный промежуток времени. Если конечная скорость меньше начальной, то ускорение имеет отрицательное значение, то есть тело замедляется.

    Как вывести формулу ускорения?

    Безвременная формула для равноускоренного движения

    Равномерное движение
    Координатаx = x 0 + V 0 t x=x_0+V_0t x=x0+V0t
    СкоростьV = c o n s t = V 0 V=const=V_0 V=const=V0
    Ускорениеa = 0 a=0 a=0
    Особые формулыНет особых формул text <Нет особых формул>Нет особых формул

    Как найти модуль ускорения движения?

    Модуль полного ускорения равен: a=√(v2R)2+(dvdt)2(16). Единицей измерения ускорения в Международной системе единиц (СИ) является метр на секунду в квадрате: [a]=мс2.

    Как найти время из формулы равноускоренного движения?

    Формула для скорости при равноускоренном движении: v=v0+at v = v 0 + a t . Здесь v0 — начальная скорость тела, a=const a = c o n s t — ускорение.

    Как найти угол между скоростью и ускорением?

    – Помните, мы говорили, что при свободном падении ускорение тела всегда направлено вниз (рис. 1,б). Поэтому угол между скоростью и ускорением может быть равен 0° .

    Как рассчитать силу натяжения нити?

    ¯N=¯Fu=kΔ¯l(2), где ¯Fu — сила упругости нити; k — коэффициент упругости нити; Δl — удлинение нити. Единицей измерения силы натяжения нити в Международной системе единиц (СИ) (как и для любой другой силы) является ньютон: [N]=H=кг⋅мс2.

    Чему равно ускорение свободного падения формула?

    Величина ускорения свободного падения на расстоянии h от поверхности Земли вычисляется при помощи формулы: g=γM(R+h)2(6).

    Как найти ускорение Если известна только масса?

    m = F / a — Масса равна отношению силы к ускорения. Ускорение — физическая величина, определяющая быстроту изменения скорости тела, то есть первая производная от скорости по времени. a = F / m — Ускорение равно отношению силы к массы.

    Что нужно сделать чтобы найти силу тяжести?

    Формула силы тяжести Fт=m*g, где m-масса тела, g-ускорение свободного падения.

    Как найти ускорение Если известно время?

    Ускорение показывает изменение скорости движущегося тела, рассчитывается по двум скоростям и времени. Чтобы вычислить ускорение, следует найти разницу между скоростью в данный момент и начальной скоростью, затем все это разделить на время.

    Как найти перемещение формула?

    Теория: Скорость равномерного прямолинейного движения прямо пропорциональна перемещению тела и обратно пропорциональна значению времени этого перемещения. v → = s → t . Можно выразить перемещение из этой формулы, умножив обе части на значение времени: s → = v → ⋅ t .

    Как найти V 0?

    V0 — начальная скорость (при t = 0); а — ускорение; t — время. Итак, чтобы найти скорость, к начальной скорости прибавляем произведение ускорения на время.

    Что такое Равноускоренное движение формула?

    Равноускоренное движение — это движение с постоянным ускорением: a=const. Ускорение тела при его равноускоренном движении — это величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло: a → = v → − v 0 → t .

    Ускорение силы тяжести

    Процесс изменения скорости при движении физического тела характеризуется ускорением. Ускорение силы тяжести (обозначается буквой g) возникает в результате влияния силы тяжести, которая действует на любое тело у поверхности Земли или другой планеты. Разберемся от чего зависит значение g и как его определяют.

    Основные формулы для равноускоренного движения

    Равноускоренное движение — самый простой вид неравномерного движения. Равноускоренным называется движение с ускорением, постоянным по модулю и направлению:

    Δt — промежуток времени, (“дельта t “)за которое произошло изменение скорости, с.

    Из формулы (1) следует, что размерность ускорения будет выражаться в метрах на секунду в квадрате:

    Второй закон Ньютона гласит:

    F — сила, действующая на тело, Н;

    m — масса тела, кг;

    a — ускорение, м/с 2 .

    Сила тяжести и ускорение свободного падения

    При свободном падении на Землю все тела, независимо от их массы, движутся одинаково. Свободное движение является равноускоренным движением. Ускорение, с которым падают на Землю тела в пустоте, называется ускорением свободного падения (или ускорением силы тяжести). Условие пустоты или, что тоже самое, вакуума, требуется для исключения влияния сопротивления атмосферного воздуха. Сила притяжения Fт со стороны Земли на тело массой m, называется силой тяжести:

    Определением ускорения силы тяжести впервые систематически занимался Галилео Галилей — итальянский математик, физик, астроном. Будучи профессором университета в городе Пиза, Галилей измерял время падения предметов с высоты местной, слегка наклонной, башни.

    Галилео Галилей измеряет ускорение свободного падения:

    Рис. 1. Галилео Галилей измеряет ускорение свободного падения.

    В результате этих наблюдений он пришел к следующим выводам:

    • Время падения не зависит от массы тела. Все тела падают одинаково;
    • Падение тел представляет собой равноускоренное движение с ускорением $ g = 9,81 < мover c^2>$ .

    И хотя это открытие датировано 1589г., современное, общепринятое среднее значение g практически не отличается от этого значения. Когда от расчетов не требуется высокой точности, то принимают, что модуль g равен 10 м/с 2 .

    Последовавшие за Галилеем более точные измерения показали, что значение g не является абсолютной константой, а зависит от местоположения измерений в разных точках Земли. Ответ на этот вопрос нашел английский ученый Исаак Ньютон.

    Закон всемирного тяготения

    В 1682 г. Ньютон открыл закон всемирного тяготения, из которого следует:

    • все тела притягиваются друг к другу;
    • сила тяготения прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними;
    • векторы сил тяготения направлены вдоль прямой, соединяющей тела.

    Этот закон универсален, и для случая пары тел, одно из которых является произвольным телом массой m, а второй — Земля, в виде формулы выглядит так:

    h — высота, на которой находится тело, относительно поверхности Земли, м;

    G — гравитационная постоянная, равная 6,6720 * 10 -11 Н*м 2 * кг -2 .

    Из формул (4) и (5) следует, что:

    Из (6) следует, что ускорение силы тяжести будет зависеть от высоты h и величины радиуса Земли, который для обычных расчетов принимается равным примерно 6400 км. Но поскольку форма Земли не является идеальным шаром, а сплюснута к полюсам, то точные значения g будут отличаться от среднего значения в 9,81 м/с 2 :

    • максимальное значение gмакс = 9,83 м/с 2 — на полюсах Земли, где Rз меньше;
    • минимальное значение gмин = 9,79 м/с 2 — на экваторе Земли, где Rз больше.

    Из формулы (6) также следует, что ускорение силы тяжести на других планетах, имеющих массу, отличающуюся от массы Земли, будет для космонавтов значительно отличаться от привычных земных условий. Так, например:

    • На Марсе — gМарса = 3,86 м/с 2 ;
    • На Меркурии — gМеркурия = 3,7 м/с 2 ;
    • На Луне — gЛуны = 1,62 м/с 2 ;
    • На Нептуне — gНептуна = 11,0 м/с 2 .

    Как определяют ускорение силы тяжести

    Для точного измерения силы тяжести, а значит, и ускорения, используется прибор, называемый гравиметром. Прибор применяется при поиске полезных ископаемых и для сбора информации археологами, палеонтологами, гидрологами и представителями других профессий, изучающих поверхность Земли.

    Гравиметры:

    Рис. 3. Гравиметры:.

    Следует упомянуть еще два фактора, влияющих на значение ускорения свободного падения:

    • Известно, что Земля вращается вокруг своей оси, имея при этом так называемое центростремительное ускорение, которое влияет на величину ускорения свободного падения;
    • Масса Земли распределена неравномерно, например, в местах расположения больших месторождений металлических руд ускорение силы тяжести будет больше, а там, где есть пустоты (газовые месторождения) ускорение будет несколько меньше.

    Эти факторы дают очень малые отклонения от средних значений g , но зато их регистрация позволяет, например, геологам находить новые месторождения полезных ископаемых.

    Что мы узнали?

    Итак, мы узнали, что такое ускорение силы тяжести. Сила тяжести возникает вследствие действия силы гравитации, подчиняющейся закону Ньютона (формула (5)). На Земле среднее значение ускорения силы тяжести gЗемли равно 9,81 м/с 2 . Для точного определения ускорения силы тяжести требуется использование современных приборов, называемых гравиметрами.

    голоса
    Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector