Aceleración en problemas de física

En términos de física, aceleración

es la cantidad en la que los cambios de velocidad en una determinada cantidad de tiempo. En términos de ecuaciones, funciona así:

Velocidades iniciales y finales dadas, v_yo y v_F, y los tiempos iniciales y finales sobre la que su velocidad cambiaron, t_yo y t_F, usted también puede escribir la ecuación de la siguiente manera:

Para obtener las unidades de aceleración, se divide la velocidad por el tiempo de la siguiente manera:

Desplazamiento en el tiempo al cuadrado? No dejes que te lanzan. Se termina con el tiempo al cuadrado en el denominador sólo porque es la velocidad dividida por el tiempo - eso es algo que te acostumbras a la hora de resolver problemas de física. En otras palabras, la aceleración es la tarifa a la que sus velocidades o cambios de velocidad porque las tasas tienen tiempo en el denominador.

Así que para la aceleración, se puede esperar para ver unidades de metros por segundo², o centímetros por segundo², o millas por segundo², o pies por segundo², o incluso kilómetros por hora². Recuerde que metros por segundo² en realidad sólo significa metros por segundo por segundo. Usted también puede tener unidades de aceleración tales como millas por hora por segundo o kilómetros por hora por minuto.

Al igual que la velocidad, la aceleración tiene magnitud y dirección. Por ejemplo, un coche podría estar viajando a 25 m / s al norte, ya que llega a un semáforo en rojo. Una aceleración de -5 m / s² (es decir, una aceleración hacia el sur) puede llevar el coche con seguridad a una parada en la luz. Una aceleración de +5 m / s² probablemente resultará en un accidente!

Ejemplo de pregunta

1. Supongamos que usted está conduciendo 90,0 kilómetros por hora y de repente ver las luces rojas intermitentes en el espejo retrovisor. "Grande", que piensa, y se tira encima, teniendo 20.0 segundos para llegar a una parada. ¿Cuál fue su aceleración media, en m / s²?

   -1,25 m / sec²

1. En primer lugar convertir a kilómetros por segundo:

   

2. Convertir de kilómetros por segundo a metros por segundo:

   

3. 3.¿Cuál fue su aceleración? Este cálculo es la siguiente:

   

   En otras palabras, -1.25 m / s², no +1,25 m / s². Hay una gran diferencia entre positivo y negativo en cuanto a la solución de problemas de física - y en términos de aplicación de la ley. Si se aceleró a 1,25 m / s² en lugar de acelerar a -1.25 m / s², que terminarías ir a 180 kilómetros por hora al final de 20.0 segundos, no 0 kilómetros por hora.

En otras palabras, la firmar de la aceleración le dice Cómo la velocidad está cambiando. Una aceleración positiva significa la velocidad está aumentando en la dirección positiva, y una aceleración negativa (también conocido como deceleración) Le indica la velocidad es cada vez mayor en la dirección negativa. Tenga en cuenta que esto no es lo mismo que si su velocidad aumenta o disminuye. Por ejemplo, un coche que tiene una velocidad de -25 m / s y una aceleración de -3 m / s² es creciente en la velocidad.

Preguntas de práctica

1. Un cohete va a aterrizar en la Luna exactamente en 2,0 horas. Sólo hay un problema: Va 17.000 millas por hora.

   ¿Qué necesita su aceleración a ser, en millas por segundo², para aterrizar en la Luna con seguridad a 0.0 millas por hora?

2. Estás parado en un semáforo en rojo cuando se ve una camioneta monstruo carena hacia usted.

   En un cálculo relámpago, a determinar que tiene 0,8 segundos antes de que te golpea y te debe estar pasando por lo menos 1.0 millas por hora hacia delante en ese momento para evitar el SUV. ¿Cuál debe ser su aceleración, en millas por hora²? ¿Se puede evitar la camioneta?

3. 3.Una bala viene a descansar en un bloque de madera de 1,0 x 10^-2 segundo, con una aceleración de -8,0 x 10⁴ Sra².

   ¿Cuál fue su velocidad original, en metros por segundo?

4. El semáforo se pone rojo, y aliviar a su fin. Comprobar su cronómetro, se ve que usted dejó en 4,5 segundos. Su aceleración fue 1,23 x 10^-3 millas por segundo² en una dirección opuesta a su velocidad original.

   ¿Cuál fue su velocidad original en millas por hora?

A continuación se presentan las respuestas a las preguntas de la práctica:

1. 6.6 x 10^-4 millas por segundo²

1. Comience por la conversión de 17.000 millas por hora en millas por segundo:

   

2. Para aterrizar en la luna, v_F debe ser 0 millas por segundo, y t_F - t_o = 2,0 horas, o 2.0 x 3.600 segundos = 7.200 segundos, por lo que:

   

3. El cálculo de este rendimientos

   

   Así que el cohete necesita una aceleración constante de 6,6 x 10^-4 millas por segundo² en una dirección opuesta a la velocidad inicial del cohete para aterrizar en la Luna a una velocidad de 0 millas por segundo, tocando ligeramente hacia abajo.

4,5 x 10³ millas por hora². Va a evitar la colisión.

Comience por la conversión de 0,8 segundos en la hora de conseguir todas las cantidades en unidades que desea - millas y horas:

Calcular la aceleración necesaria para llegar a 1.0 millas por hora:

800 m / s

Usted puede calcular el cambio en la velocidad, porque es la aceleración multiplicada por el tiempo:

Así que si la bala perdió 800 m / s de velocidad para llegar a un descanso (v = 0), debe haber estado pasando de 800 m / s en un principio.

20 millas por hora

El cambio en la velocidad de aceleración se multiplica por el tiempo, por lo que:

Convertir este resultado a millas por hora: