Przyspieszenie ujemne: definicja, wzory, sposób obliczania i rozwiązywanie ćwiczeń

Negatywne przyspieszenie powstaje, gdy zmiana lub zmiana prędkości w trakcie upływu czasu ma znak ujemny. Obserwuj psa z wizerunkiem zabawy na plaży. Piasek spowalnia swój ruch, co oznacza, że ​​istnieje przyspieszenie przeciwne do prędkości, jaką niesie.

To przyspieszenie może być uznane za ujemne, w przeciwieństwie do prędkości, która jest ustalona jako dodatnia. Chociaż nie zawsze, ujemne przyspieszenie powoduje zmniejszenie prędkości.

Średnie przyspieszenie dostarcza globalnej informacji o tym, jak prędkość zmieniała się w rozważanym przedziale czasu. Z drugiej strony, chwilowe przyspieszenie zapewnia szczegółową zmianę prędkości w każdej chwili. Tak więc dla danego czasu t przyspieszenie oblicza się według następującego wzoru:

-Przykład 1

W chwili początkowej t = 0, 2 s obiekt ma prędkość 3 m / s. Następnie chwila t '= 0, 4 s ma prędkość 1 m / s. Oblicz średnie przyspieszenie między chwilami t i t 'i zinterpretuj wynik.

Odpowiedz

-Przykład 2

W chwili początkowej t = 0, 6 s obiekt ma prędkość -1 m / s. Następnie moment t '= 0, 8 s ma prędkość -3 m / s. Oblicz średnie przyspieszenie między chwilami t i t '. Zinterpretuj wynik.

Odpowiedz

Podsumowując, pod koniec przedziału czasowego prędkość stała się jeszcze bardziej ujemna (-3 m / s).

Czy to oznacza, że ​​telefon spowalnia ruch? Nie. Znak minus w prędkości oznacza tylko, że idzie do tyłu i szybciej, ponieważ przejście do -3 m / s jest szybsze niż do -1 m / s, czyli prędkości na początku.

Prędkość, która jest modułem prędkości, wzrosła pomimo ujemnego przyspieszenia. Oznacza to, że obiekt przyspieszył. Dlatego wnioskujemy:

Ilekroć przyspieszenie poruszającego się ciała wskazuje kierunek równoległy do ​​prędkości, ciało przyspieszy.

-Przykład 3-Pionowy start w górę

Rozważmy następujący przykład: obiekt ma chwilową prędkość podaną przez następujące wyrażenie, ze wszystkimi jednostkami w systemie międzynarodowym:

v (t) = 5-10 t

Znajdź prędkość i przyspieszenie dla chwil 0s, 0.5s i 1.0s. W każdym przypadku należy wskazać, czy obiekt przyspiesza lub zwalnia.

Odpowiedz

Prędkość w każdym wskazanym momencie zastępuje t bezpośrednio w równaniu. Przyspieszenie uzyskuje się, wyprowadzając dane wyrażenie w funkcji czasu, a następnie oceniając wynik w każdym z podanych czasów.

Wyniki są następujące:

Przyspieszenie jest stałe i ujemne dla całego ruchu. Teraz można opisać, co się stało z telefonem komórkowym, gdy się porusza.

W chwili t = 0 s telefon zwalniał. Wynika to natychmiast, ponieważ prędkość jest dodatnia, a przyspieszenie ujemne.

W chwili t = 0, 5 s telefon zatrzymał się, przynajmniej chwilowo był w spoczynku. Nie jest możliwe, aby telefon się zatrzymał, nawet gdy jest przyspieszony. Najbardziej namacalnym przykładem jest strzelanie w pionie.

Gdy telefon komórkowy jest rzutowany pionowo w górę, osiąga maksymalną wysokość. Jeśli kierunek dodatni zostanie wybrany w tym sensie, co jest prawie zawsze wykonywane, w czasie potrzebnym do osiągnięcia tego maksymalnego punktu, telefon komórkowy będzie miał dodatnią prędkość.

Ale grawitacja cały czas była obecna. I zawsze idzie pionowo w dół, niezależnie od tego, czy obiekt idzie w górę, czy w dół. Naturalnie udaje jej się stopniowo spowolnić telefon, aż na chwilę się zatrzyma.

Natychmiast komórka odwraca sens swojej prędkości i wraca na ziemię. W tym przypadku prędkość jest ujemna, ponieważ wskazuje również ziemię. Dlatego grawitacja powoduje, że prędkość wzrasta coraz bardziej.

Wartość przyspieszenia grawitacji oszacowano na 9, 8 m / s2, która dla celów obliczeniowych jest zaokrąglona do 10 m / s2. Obiekt przykładu mógł zostać rzucony w górę z początkową prędkością 5 m / s.

W końcu przy t = 1, 0 s prędkość ruchoma jest ujemna. Jeśli jest to pionowy pęd w górę, w przypadku braku tarcia, oznacza to, że przechodzi przez punkt początkowy ponownie, ale tym razem idzie w dół, zamiast w górę.

Podsumowując, ujemne przyspieszenie niekoniecznie oznacza, że ​​telefon komórkowy zmniejsza swoją prędkość. Wręcz przeciwnie, telefon może działać szybciej i szybciej. Chodzi o zwrócenie uwagi na to, czy znaki prędkości i przyspieszenia są takie same, czy nie.