Kırmızı ışıkta geçtikten sonra arabanızın yanından hızla geçen başka bir araba gördüyseniz, hızlanma farkını ilk elden deneyimlemişsinizdir. İvme, bir nesnenin hareket ettikçe hızının değişme hızıdır. Bir nesnenin hızını değiştirmesi için geçen süreye veya nesneye uygulanan kuvvete bağlı olarak saniyede metre/saniye cinsinden ifade edilen ivmeyi hesaplayabilirsiniz.
Adım
Yöntem 1/3: Kuvvetten İvmeyi Hesaplama
Adım 1. Newton'un ikinci hareket yasasını anlayın
Newton'un ikinci hareket yasası, bir cisme uygulanan kuvvet dengesiz olduğunda cismin hızlanacağını belirtir. Bu ivme, nesne üzerindeki bileşke kuvvet ile nesnenin kendisinin kütlesi tarafından belirlenir. Bir cisme uygulanan kuvvet ve cismin kütlesi biliniyorsa ivme hesaplanabilir.
- Newton yasaları denklemlere çevrilebilir Fağ = m x bir, F ileağ Cisim üzerindeki bileşke kuvveti, m cismin kütlesini ve a cismin üzerindeki ivmeyi ifade eder.
- Bu denklemi kullanırken metrik birimleri kullanın. Kütle birimi olarak kilogramı (kg), kuvvet birimi olarak Newton (N) ve saniye başına metre kareyi (m/s) kullanın.2) ivmeyi ifade etmek için.
Adım 2. Nesnenin kütlesini belirleyin
Bir cismin kütlesini bulmak için onu bir terazide tartabilir ve ağırlığını gram olarak kaydedebilirsiniz. Sahip olduğunuz nesne çok büyükse, kütlesini bulmak için bir referansa ihtiyacınız olabilir. Büyük nesnelerin genellikle kilogram (kg) cinsinden bir ağırlığı vardır.
Bu denklemle hesaplamalara devam etmek için kütle birimlerini kilograma çevirmelisiniz. Nesnenizin kütlesi gram olarak ifade ediliyorsa, kilograma dönüştürmek için bu değeri 1000'e bölmeniz yeterlidir
Adım 3. Cisim üzerindeki bileşke kuvveti hesaplayın
Ortaya çıkan kuvvet dengelenmemiş bir kuvvettir. Birbirine zıt iki kuvvet varsa ve bunlardan biri diğerinden büyükse, iki kuvvetin bileşkesi, daha büyük kuvvetin yönü ile aynı olacaktır. Hızlanma, bir nesne dengesiz bir kuvvete maruz kaldığında meydana gelir, böylece hızı, onu çeken veya iten kuvvete yaklaşmak için değişir.
- Örneğin, kız kardeşinizle birlikte halat çekme oyunu oynadığınızı varsayalım. Siz ipi 5 Newtonluk bir kuvvetle sola çekerken kardeşiniz ipi 7 Newtonluk bir kuvvetle ters yönde çekiyor. İpte ortaya çıkan kuvvet, soldan kardeşinize doğru 2 Newton'dur.
- Birimleri daha iyi anlamak için 1 Newton'un (1 N) 1 kilogram-metre/saniye kareye (kg-m/s) eşit olduğunu anlayın.2).
Adım 4. İvme problemini çözmek için F = ma denklemini değiştirin
İvmeyi hesaplamak için formülün sırasını, denklemin her iki tarafını da kütleye bölerek değiştirebilirsiniz, böylece denklemi elde edersiniz: a = F/m. İvmeyi bulmak için, kuvveti, onu deneyimleyen nesnenin kütlesine bölmeniz yeterlidir.
- Kuvvet, ivme ile doğru orantılıdır, yani bir cismin maruz kaldığı kuvvet ne kadar büyükse, ivme daha da büyük olacaktır.
- Kütle, ivme ile ters orantılıdır, yani bir nesnenin kütlesi ne kadar fazlaysa, ivmesi o kadar az olur.
Adım 5. Hızlanma problemini çözmek için formülü kullanın
İvme, bir cisme etki eden bileşke kuvvetin kütlesine bölünmesine eşittir. Bilinen değişkenleri yazdıktan sonra, nesnenin ivmesini bulmak için bölme işlemini yapın.
- Örneğin: 2 kg kütleli bir cisme aynı yönde 10 Newtonluk bir kuvvet uygulanıyor. Hızlanma nedir?
- a = F/m = 10/2 = 5 m/s2
Yöntem 2/3: İki Hızın Ortalama İvmesini Hesaplama
Adım 1. Ortalama ivme için denklemi belirleyin
Bir nesnenin belirli bir süre boyunca ortalama ivmesini, bu zaman aralığından önce ve sonra hızına (nesnenin belirli bir yöndeki hızına) bağlı olarak hesaplayabilirsiniz. Hesaplamak için, ivmeyi hesaplamak için denklemi bilmeniz gerekir: bir = v / t burada a ivmeyi, v hızdaki değişimi ve t cismin hızını değiştirmek için geçen süreyi temsil eder.
- İvmenin birimi saniyede metre/saniye veya m/s'dir.2.
- İvme vektörel bir niceliktir, yani hem büyüklüğü hem de yönü vardır. İvmenin büyüklüğü toplam miktardır, yönü ise cismin hareket ettiği yöne göre belirlenir. Nesne yavaşlarsa, ivme negatif olacaktır.
Adım 2. Değişkenleri anlayın
v ve t'yi daha ileri hesaplamalarla belirleyebilirsiniz: v = vF -vben ve t = tF - Tben v ileF son hızı temsil eder, vben başlangıç hızı, tF bitiş zamanı ve tben ilk zaman.
- İvmenin bir yönü olduğundan, her zaman son hızı ilk hıza indirmelisiniz. Ters çevirirseniz, aldığınız ivmenin yönü yanlış olacaktır.
- Problemde aksi belirtilmedikçe, nesnenin ilk hareket süresi genellikle 0 saniyedir.
Adım 3. İvmeyi bulmak için formülü kullanın
İlk olarak, denkleminizi bilinen tüm değişkenlerle birlikte yazın. Denklem a = v / t = (vF -vben)/(TF - Tben). Son hızı ilk hızdan çıkarın, ardından sonucu zaman aralığına bölün. Sonuç, nesnenin o zaman aralığındaki ortalama ivmesidir.
- Cismin son hızı başlangıç hızından küçükse, ivme negatif olacaktır, bu da nesnenin yavaşladığı anlamına gelir.
-
Örnek 1: Bir yarış arabasının hızı 2,47 saniyede sürekli olarak 18,5 m/s'den 46,1 m/s'ye yükselir. Ortalama ivme nedir?
- Denklemi yazın: a = v / t = (vF -vben)/(TF - Tben)
- Bilinen değişkenleri yazın: vF = 46, 1 m/s, vben = 18,5 m/sn, tF = 2, 47 sn, tben = 0 sn.
- Denklemi çözün: a = (46, 1 – 18, 5)/2, 47 = 11, 17 metre/saniye2.
-
Örnek 2: Bir bisikletçi, frene bastıktan 2,55 saniye sonra 22,4 m/s'de duruyor. Yavaşlamayı belirleyin.
- Denklemi yazın: a = v / t = (vF -vben)/(TF - Tben)
- Bilinen değişkenleri yazın: vF = 0 m/s, vben = 22,4 m/s, tF = 2,55 sn, tben = 0 sn.
- Denklemi çözün: a = (0 – 22, 4)/2, 55 = -8, 78 metre/saniye2.
Yöntem 3/3: Yanıtları Yeniden Kontrol Etme
Adım 1. Hızlanma yönü
Fizikte ivme kavramı her zaman günlük hayatta kullanılanla aynı değildir. Her ivmenin bir yönü vardır, genellikle yukarı veya sağa gidiyorsa pozitif bir sembolle veya aşağı veya sola gidiyorsa negatif bir sembolle gösterilir. Aşağıdaki talimatlara göre yanıtınızın anlamlı olup olmadığını iki kez kontrol edin:
| Araba Hareketi | Araba Hız Değişimi | Hızlanma Yönü |
|---|---|---|
| Sağa hareket (+) gaz pedalına basın | + → ++ (daha hızlı) | pozitif |
| Sağa hareket et (+) frene bas | ++ → + (daha az pozitif) | olumsuz |
| Sola hareket edin (-) gaz pedalına basın | - → -- (daha olumsuz) | olumsuz |
| Sola git (-) frene bas | -- → - (daha az olumsuz) | pozitif |
| Sabit hızda hareket | aynı kalmak | ivme sıfır |
Adım 2. Stil yönü
Unutmayın, bir kuvvet sadece "kuvvet yönünde" bir ivmeye neden olur. Bazı sorular hızlanma ile ilgili olmayan puanlarla sizi kandırabilir.
- Örnek problem: 10 kg kütleli bir oyuncak gemi 2 m/s kuzeye ivme ile hareket ediyor2. Rüzgar, gemiyi 100 Newton'luk bir kuvvetle batıya doğru esiyor. Rüzgar tarafından savrulduktan sonra kuzeye giden geminin ivmesi nedir?
- Cevap: Kuvvetin yönü cismin hareketine dik olduğu için o yönde hareket eden cisimler üzerinde etkisi yoktur. Gemi 2 m/s ivme ile kuzeye doğru ilerlemeye devam edecek.2.
Adım 3. Sonuç stili
Bir cismin maruz kaldığı kuvvet birden fazla ise ivmeyi hesaplamadan önce hepsinden elde edilen kuvveti hesaplayın. Aşağıda iki boyutlu stil problemine bir örnek verilmiştir:
- Örnek problem: April 400 kg'lık bir konteyneri 150 Newtonluk bir kuvvetle sola çekiyor. Bob, kabın sol tarafında duruyor ve 200 Newtonluk bir kuvvetle itiyor. Rüzgar 10 Newton'luk bir kuvvetle sola esiyor. Konteynerin ivmesi nedir?
- Cevap: Yukarıdaki sorular sizi kandırmak için karmaşık ipuçları sağlar. Bir diyagram çizin ve sağda 150 Newton, solda 200 Newton ve solda 10 Newton'luk bir kuvvet göreceksiniz. "Sol" pozitifse, nesne üzerindeki bileşke kuvvet 150 + 200 - 10 = 340 Newton'dur. Cismin ivmesi = F / m = 340 Newton / 400 kg = 0.85 m/s2.
