ACCELERAȚIA MEDIE: MODUL ÎN CARE ESTE CALCULATĂ ȘI REZOLVATĂ EXERCIȚIILE - FIZIC - 2025

Accelerația medie la _m este mărimea care descrie variația vitezei unei particule în decursul timpului. Este important, deoarece arată variațiile pe care le experimentează mișcarea.

Pentru a exprima această mărime în termeni matematici, este necesar să se ia în considerare două viteze și două instante de timp, care sunt notate ca v ₁ și v ₂ și t ₁ și t ₂ .

Accelerația medie este un parametru cinematic foarte important. Sursa: Pixabay.

Combinând valorile conform definiției oferite, se va obține următoarea expresie:

În sistemul internațional SI, unitățile pentru _m vor fi m / s ² , deși vor face și alte unități care implică lungimea pe unitate de timp pătrat.

De exemplu, există km / h care citește „kilometru pe oră și pe secundă”. Rețineți că unitatea de timp apare de două ori. Gândindu-mă la un mobil care se mișcă de-a lungul unei linii drepte, înseamnă că pentru fiecare secundă scursă, mobilul își mărește viteza cu 1 km / h. Sau îl scade cu 1 km / h pentru fiecare secundă care trece.

Accelerare, viteză și viteză

Deși accelerația este asociată cu o creștere a vitezei, adevărul este că respectând cu atenție definiția, se dovedește că orice schimbare a vitezei presupune existența unei accelerații.

Iar viteza nu se schimbă neapărat în mărime. Se poate întâmpla ca mobilul să schimbe doar direcția și să-și păstreze viteza constantă. Există totuși o accelerare responsabilă a acestei schimbări.

Un exemplu în acest sens este o mașină care face o curbă cu o viteză constantă de 60 km / h. Vehiculul este supus unei accelerații, care este responsabil de schimbarea direcției de viteză, astfel încât mașina să urmeze curba. Șoferul îl aplică cu ajutorul volanului.

O astfel de accelerație este îndreptată spre centrul căii curbate, pentru a împiedica mașina să plece de pe ea. Primește numele de accelerație radială sau normală . Dacă accelerația radială ar fi anulată brusc, mașina nu ar mai putea continua în jurul curbei și ar continua în linie dreaptă.

O mașină care se deplasează în jurul unei curbe este un exemplu de mișcare în două dimensiuni, în timp ce atunci când circulă în linie dreaptă, mișcarea sa este unidimensională. În acest caz, singurul efect de accelerație este de a schimba viteza mașinii.

Această accelerație se numește accelerație tangențială . Nu este exclusiv mișcării unidimensionale. Mașina care se învârte în jurul curbei cu 60 km / h ar putea în același timp să accelereze la 70 km / h în timp ce o lua. În acest caz, șoferul trebuie să utilizeze atât volanul cât și pedala de accelerație.

Dacă luăm în considerare o mișcare unidimensională, accelerația medie are o interpretare geometrică similară cu cea a vitezei medii, ca panta liniei secante care intersectează curba în punctele P și Q ale graficului vitezei față de timp.

Acest lucru poate fi văzut în figura următoare:

Interpretarea geometrică a accelerației medii. Sursa: Sursa: す じ に く シ チ ュ ー.

Modul în care este calculată accelerația medie

Să ne uităm la câteva exemple pentru a calcula accelerația medie în diferite situații:

I) La un anumit moment de timp, un telefon mobil care se deplasează de-a lungul unei linii drepte are o viteză de + 25 km / h și 120 de secunde mai târziu are un alt -10 km / h. Care a fost accelerația medie?

Răspuns

Deoarece mișcarea este unidimensională, notarea vectorială poate fi dispensată, caz în care:

v _o = +25 km / h = +6,94 m / s

v _f = -10 km / h = - 2,78 m / s

Δt = 120 s

Ori de câte ori aveți un exercițiu cu mărimi mixte ca acesta, în care există ore și secunde, este necesar să treceți toate valorile la aceleași unități.

Deoarece este o mișcare unidimensională, notarea vectorială a fost eliminată.

II) Un biciclist se deplasează spre est cu o viteză de 2,6 m / s și 5 minute mai târziu se îndreaptă spre sud cu 1,8 m / s. Găsiți accelerația medie.

Răspuns

Mișcarea nu este unidimensională, de aceea se folosește notarea vectorială. Vectorii de unitate i și j indică direcțiile împreună cu următoarea convenție de semn, care facilitează calculul:

• Nord: + j
• Sud: - j
• Est: + i
• Vest: - i

v ₂ = - 1,8 j m / s

v ₁ = + 2,6 i m / s

Δt = 5 minute = 300 secunde

v _f = v ₀ + la = gt (v ₀ = 0)

Unde a = g = 9,8 m / s ²

Exercițiu rezolvat

Un obiect este aruncat de la suficientă înălțime. Găsiți viteza după 1,25 secundă.

Răspuns

v _o = 0, deoarece obiectul este abandonat, atunci:

v _f = gt = 9,8 x 1,25 m / s = 12,25 m / s, direcționată vertical spre sol. (Direcția verticală în jos a fost considerată pozitivă).

Pe măsură ce obiectul se apropie de sol, viteza lui crește cu 9,8 m / s pentru fiecare secundă scursă. Masa obiectului nu este implicată. Două obiecte diferite, aruncate de la aceeași înălțime și, în același timp, dezvoltă aceeași viteză cu căderea.

Referințe

1. Giancoli, D. Fizică. Principii cu aplicații. Ediția a șasea. Sala Prentice. 21- 35.
2. Resnick, R. (1999). Fizic. Volumul 1. A treia ediție în spaniolă. Mexic. Compañía Editorial Continental SA de CV 20-34.
3. Serway, R., Jewett, J. (2008). Fizică pentru știință și inginerie. Volumul 1. 7 ^ma . Ediție. Mexic. Cengage Learning Editor. 21-39.