Accelerație este un cuvânt familiar. Nu este un inginer, cel mai adesea apare în articole de știri și probleme. Accelerarea dezvoltării, cooperării și a altor procese sociale. Sensul original al acestui cuvânt este legat de fenomenele fizice. Cum să găsiți accelerația unui corp în mișcare sau accelerația ca indicator al puterii mașinii? Poate avea alte semnificații?
Ce se întâmplă între 0 și 100 (definiția termenului)
Indicatorul puterii mașinii este considerat a fi timpul de accelerație de la zero la sute. Dar ce se întâmplă între ele? Luați în considerare Lada Vesta noastră cu cele 11 secunde revendicate.
Una dintre formulele pentru a găsi accelerația este scrisă după cum urmează:
a=(V2 – V1) / t
În cazul nostru:
a – accelerație, m/s∙s
V1 – viteza inițială, m/s;
V2 – viteza finală, m/s;
t – oră.
Să aducem datele în sistemul SI și anume km/h vom recalcula în m/s:
100 km/h=100000 m /3600 s=27,28 m/s.
Acum puteți găsi accelerația Kalinei:
a=(27, 28 – 0) / 11=2,53 m/s∙s
Ce înseamnă aceste numere? O accelerație de 2,53 metri pe secundă pe secundă indică faptul că pentru fiecare secundă viteza mașinii crește cu 2,53 m/s.
Când porniți de la un loc (de la zero):
- în prima secundă mașina va accelera la o viteză de 2,53 m/s;
- pentru al doilea - până la 5,06 m/s;
- până la sfârșitul celei de-a treia secunde, viteza va fi de 7,59 m/s etc.
Astfel, putem rezuma: accelerația este o creștere a vitezei unui punct pe unitatea de timp.
A doua lege a lui Newton, este ușor
Deci, se calculează valoarea accelerației. Este timpul să ne întrebăm de unde vine această accelerație, care este sursa ei primară. Există un singur răspuns - puterea. Forța cu care roțile împing mașina înainte este cea care o face să accelereze. Și cum se găsește accelerația dacă se cunoaște mărimea acestei forțe? Relația dintre aceste două mărimi și masa unui punct material a fost stabilită de Isaac Newton (asta nu s-a întâmplat în ziua în care i-a căzut un măr în cap, apoi a descoperit o altă lege fizică).
Și această lege este scrisă astfel:
F=m ∙ a, unde
F – forță, N;
m – masa, kg;
a – accelerație, m/s∙s.
Referindu-ne la produsul industriei auto ruse, puteți calcula forța cu care roțile împing mașina înainte.
F=m ∙ a=1585 kg ∙ 2,53 m/s∙s=4010 N
sau 4010/9,8=409 kg∙s
Înseamnă asta că, dacă nu eliberați pedala de accelerație, mașina va lua viteza până când va atinge viteza sunetului? Desigur că nu. Deja atunci când atinge o viteză de 70 km/h (19,44 m/s), rezistența aerului atinge 2000 N.
Cum să găsești accelerația în momentul în care Lada „zboară” cu o asemenea viteză?
a=F / m=(Froți – Frezist.) / m=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 m/s∙s
După cum puteți vedea, formula vă permite să găsiți atât accelerația, cunoscând forța cu care motoarele acționează asupra mecanismului (alte forțe: vânt, debit de apă, greutate etc.), și invers.
De ce trebuie să cunoașteți accelerația
În primul rând, pentru a calcula viteza oricărui corp material într-un moment de interes, precum și locația acestuia.
Să presupunem că „Lada Vesta” noastră accelerează pe Lună, unde nu există rezistență frontală a aerului din cauza absenței sale, atunci accelerația sa la un moment dat va fi stabilă. În acest caz, determinăm viteza mașinii la 5 secunde după pornire.
V=V0 + a ∙ t=0 + 2,53 ∙ 5=12,65 m/s
sau 12,62 ∙ 3600 / 1000=45,54 km/h
V0 – viteza punctului inițial.
Și cât de departe de start va fi mașina noastră lunară în acest moment? Pentru a face acest lucru, cel mai simplu mod este să utilizați formula universală pentru determinarea coordonatelor:
x=x0 + V0t + (la 2) / 2
x=0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 52) / 2=31,63 m
x0 – inițialăcoordonata punct.
Aceasta este exact distanța pe care Vesta va avea timp să părăsească linia de start în 5 secunde.
Dar de fapt, pentru a găsi viteza și accelerația unui punct la un moment dat în timp, în realitate este necesar să se țină cont și să se calculeze mulți alți factori. Desigur, dacă Lada Vesta lovește luna, nu va fi curând, accelerația sa, pe lângă puterea noului motor cu injecție, este afectată nu doar de rezistența aerului.
La viteze diferite ale motorului, acesta depune un efort diferit, aceasta nu ține cont de numărul treptei cuplate, de coeficientul de aderență al roților la șosea, de panta tocmai a acestui drum, viteza vântului și multe altele.
Ce alte accelerații există
Forța poate face mai mult decât să facă corpul să se miște înainte în linie dreaptă. De exemplu, forța de gravitație a Pământului face ca Luna să-și curbeze constant traiectoria de zbor în așa fel încât să se învârtească mereu în jurul nostru. Există o forță care acționează asupra lunii în acest caz? Da, aceasta este aceeași forță care a fost descoperită de Newton cu ajutorul unui măr - forța de atracție.
Iar accelerația pe care o dă satelitului nostru natural se numește centripetă. Cum să găsiți accelerația Lunii în timp ce orbitează?
aц=V2 / R=4π2R / T 2 unde
ac – accelerație centripetă, m/s∙s;
V este viteza Lunii pe orbita sa, m/s;
R – raza orbitei, m;
T– perioada de revoluție a Lunii în jurul Pământului, s.
ac=4 π2 384 399 000 / 23605912=0, 00272 m /s∙s
