Формулы ускорения в физике

Время чтения: 7 минут

1 545

В данной работе, мы изучим подробно определение ускорения. Разберем его основные свойства и функции, познакомимся с формулами.

Определение

Ускорение — это показатель, который характеризует любое изменение скорости движения.

Ускорение происходит в тот момент, когда модуль скорости или направление движения меняют, хотя бы одно из своих значений.

Ускорение в физике, принято выражать в виде формулы. которая имеет следующий вид:

\[\alpha=\frac{\Delta V}{\Delta t}=\frac{v_{k}-v_{n}}{\Delta t}\]

Если расшифровать запись, то получаем следующее: ускорение равно разнице конечной скорости и начальной скорости, и разделенную на время, на протяжении которого данная скорость изменилась.

Ускорение тела в физике, имеет единицу измерения \[\frac{m / c}{c}\], преобразовав, данную единицу, мы получим \[\frac{m}{c^{2}}\]. Иными словами, это звучит так: изменение расстояния в секунду, при изменении скорости движения в секунду (единицу времени).

Из формулы ускорения, можно выразить и определить конечную скорость движения.

\[V=V_{n}+\alpha \Delta t\]

Однако, следует учесть следующее: что при вычислении по данной формуле, обязательно условие: ускорение, должно иметь постоянное значение.

Виды и характеристики ускорения:

В физике, также существует термин, как среднее ускорение.

Среднее ускорение — это изменение величины скорости к промежутку времени, при котором произошло данное изменение.

Данный вид ускорения, определяется по формуле, схожей с определением равноускоренного ускорения.

\[\bar{\alpha}=\frac{\bar{V}_{1}-\bar{V}_{0}}{t}=\frac{\Delta \bar{V}}{t}\]

Ускорение может быть выражено, также отрицательном знаком. Это происходит, если начальная скорость имеет значение большее, чем конечная, Таким образом происходит процесс замедления. Такое значение ускорения обозначается отрицательным знаком.

Мгновенное ускорение — это значение близкое к нулю, оно развивается мгновенно, за очень короткий промежуток времени.

Формула мгновенного ускорения имеет следующий вид:

\[\bar{\alpha}=\frac{\lim }{t \rightarrow 0} \cdot \frac{\Delta \bar{V}}{t}\]

Ускорение, является величиной векторной, как видно из вышеизложенных формул.

Нет времени решать самому?

Наши эксперты помогут!

Контрольная

| от 300 ₽ |

Реферат

| от 500 ₽ |

Курсовая

| от 1 000 ₽ |

Ускорение свободного падения

Сам закон имеет следующую формулировку: все тела обладают свойством притяжения друг к другу. Сила тяготения прямо пропорциональна произведению массы тела и обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами.

Ускорение свободного падения определяется по формуле:

\[F=G \cdot \frac{M m}{R^{2}}\]

F — сила тяжести, Н;

M — масса первого тела (часто планеты), кг;

m — масса второго тела, кг;

R — расстояние между телами, м;

G — гравитационная постоянная;

G = 6,67 × 10^-11м³·кг^-1·с^-2.

Принцип вычисления ускорения при движении по окружности

При движении не прямолинейной поверхности, величина его будет изменяться.

Даже при условии, что модуль скорости остается величиной неизменной. В таких случаях ускорение вычисляется по следующему принципу:

разность начальной и конечной скоростей;
применение правил векторной математики;
учитывается изменение направления.

Для определения результата ускорения при, таких условиях. Нужно применить и знать два определения.

Тангенциальное ускорение. Обозначается буквой α_t, направление движения по касательной к траектории направления. Тангенциальное значение может быть равно нулю в случае, если движение по заданной окружности, является равномерным.
Центростремительное ускорение. Обозначается буквой α_n, направление движения к центру. В отличие от вышеупомянутого тангенциального ускорения, оно не может равняться нулю.

Любое движение, которое происходит по криволинейной поверхности или траектории, всегда будет называться движением, которое имеет ускорение.

Центростремительное ускорение определяется по следующей формуле:

\[\alpha_{n}=\frac{V^{2}}{R}\]

V — параметр мгновенной скорости;

R — радиус траектории движения объекта.

Для движения по искривленной траектории характерно определение полного ускорения.

Данное свойство можно наблюдать, когда движение по не прямой траектории получается суммы тангенциального и нормального исходя из теоремы Пифагора.

И выражается, это в следующей формуле:

\[\bar{a}^{2}=\overline{a_{t}^{2}}+\overline{a_{n}^{2}} \Rightarrow \bar{a}=\overline{\sqrt{a_{t}^{2}}}+\overline{\sqrt{a_{n}^{2}}}\]

Рассмотрим и закрепим данную тему на примере решения задачи.

Необходимо найти и определить значение ускорение тела, при его движении за 20 секунд от 10 до 100 км/час.

В начальной точке, тело движется со следующей скоростью:

\[V_{0}=\frac{10000}{3600}=2.77_{\text {м/сек }}\]

Определяем скорость в конце движения:

\[V_{K}=\frac{10000}{3600}=27.77_{\text {м/сек }}\]

Полученные значения, подставляем в формулу и вычисляем значение ускорения:

\[\alpha=\frac{V_{1}-V_{0}}{t}\]

\[\alpha=\frac{27,77-2,77}{20}=1,25 \mathrm{м} / \text { сек. }\]

Ответ: ускорение равняется 1,25 м/сек.

Вывод:

Как видно из решенного примера, тема ускорения не является слишком сложной. Однако, как и любой технической науке, никогда нельзя расслабляться. Нужно быть внимательным и сосредоточенным. На этом и построена вся система изучения физики и других технических предметов.

Оценить статью (0 оценок):

Анна Краснова - Бакалавр физики