ACCELERAREA NEGATIVĂ: FORMULE, CALCUL ȘI EXERCIȚII REZOLVATE - FIZIC - 2025

Accelerația negativă apare atunci când modificarea sau variația vitezei pe o perioadă de timp are un semn negativ. Observați câinele din imagine distrându-se pe plajă. Nisipul își încetinește mișcarea, ceea ce înseamnă că există o accelerație opusă vitezei pe care o transportă.

Această accelerație poate fi considerată negativă, spre deosebire de viteză, care este declarată pozitivă. Deși o accelerație negativă nu provoacă întotdeauna o reducere a vitezei.

Câinele se distrează frânând în nisip. O accelerare de frânare poate fi considerată accelerație negativă. Sursa: Pixabay.

Într-o mișcare unidimensională, direcția de avans este în general luată ca fiind pozitivă, adică direcția de viteză. Acest lucru a fost considerat anterior: la câinele din figură, direcția pozitivă este cea care merge de la coadă la cap.

Înainte de a-și scufunda labele în nisip, câinele a venit cu o anumită viteză v înainte, adică pozitivă. Apoi nisipul încetinește până se oprește, adică viteza finală zero.

Să presupunem că toate acestea au avut loc într-o perioadă de timp Δt. Accelerația în acest timp va fi calculată astfel:

În ecuația de mai sus v> 0, Δt> 0 apoi a <0, adică accelerație negativă (a <0). Deoarece direcția vitezei la început a fost luată ca pozitivă, atunci accelerația negativă înseamnă că accelerația este îndreptată departe de viteză. Prin urmare, se concluzionează că:

Prin urmare, putem stabili că:

• Când viteza și accelerația au același semn, indiferent de semn, viteza crește. În acest caz, viteza devine mai pozitivă sau mai negativă, în funcție de caz.
• Când viteza și accelerația au semne opuse, viteza scade.

Formule pentru calcularea accelerației

Indiferent de semnul pe care îl are, accelerația medie a _m între instante t și t 'este calculată după următoarea formulă:

Accelerația medie oferă informații globale despre modificarea vitezei în intervalul de timp considerat. La rândul său, accelerația instantanee oferă detalii despre cum se schimbă viteza în fiecare moment. Deci pentru un moment dat t, accelerația este calculată după următoarea formulă:

-Exemplul 1

În momentul inițial t = 0,2 s un obiect are o viteză de 3 m / s. Mai târziu, în momentul t '= 0,4 s, are o viteză de 1 m / s. Calculați accelerația medie între timpurile t și t 'și interpretați rezultatul.

Răspuns

-Exemplul 2

În momentul inițial t = 0,6 s un obiect are viteză -1 m / s. Ulterior la momentul t '= 0,8 s are o viteză de -3 m / s. Calculați accelerația medie între timpurile t și t '. Interpretați rezultatul.

Răspuns

În concluzie, la sfârșitul intervalului de timp viteza a devenit și mai negativă (-3m / s).

Asta înseamnă că mobilul își încetinește mișcarea? Nu. Semnul minus în viteză înseamnă doar că merge înapoi și mai repede, deoarece a merge la -3 m / s merge mai repede decât la -1m / s, viteza care a fost la început.

Viteza, care este modulul vitezei, a crescut în pofida accelerării negative. Adică, acest obiect a declanșat. Prin urmare, concluzionăm:

-Exemplul 3-Aruncarea verticală

Luați în considerare următorul exemplu: un obiect are viteza instantanee dată de următoarea expresie, cu toate unitățile din Sistemul internațional:

Găsiți viteza și accelerația pentru 0s, 0,5s și 1,0s. În fiecare caz, indicați dacă obiectul accelerează sau decelerează.

Răspuns

Viteza la fiecare dintre instantele indicate este găsită substituind t direct în ecuație. Accelerarea se găsește prin derivarea expresiei date ca funcție a timpului și apoi evaluarea rezultatului la fiecare moment dat.

Rezultatele sunt următoarele:

Accelerarea este constantă și negativă pentru toată mișcarea. Acum este posibil să descriem ce s-a întâmplat cu telefonul mobil pe măsură ce se mișcă.

La momentul t = 0 s, telefonul mobil încetinea. Aceasta urmează imediat, deoarece viteza este pozitivă, iar accelerația este negativă.

În momentul în care t = 0,5 s, mobilul s-a oprit, cel puțin momentan a fost în repaus. Nu este imposibil ca un telefon mobil să se oprească chiar și atunci când este accelerat. Cel mai palpabil exemplu este în aruncarea verticală în sus.

Absolvenții se ridică vertical spre șepcile lor. Sursa: Pexels.

Când un mobil este proiectat vertical în sus, reușește să atingă o înălțime maximă. Dacă direcția pozitivă este aleasă în acest sens, ceea ce este aproape întotdeauna făcut, în timpul necesar pentru atingerea acelui punct maxim, mobilul va avea viteză pozitivă.

Dar gravitația a fost în jurul întregii perioade. Și este întotdeauna direcționat vertical în jos, indiferent dacă obiectul urcă sau coboară. În mod firesc, reușește să facă ca telefonul să încetinească treptat până când se oprește o clipă.

Mobilul își inversează imediat viteza și se îndreaptă spre pământ. În acest caz, viteza este negativă, deoarece se îndreaptă și spre sol. Prin urmare, gravitația face ca viteza să crească din ce în ce mai mult.

Valoarea accelerației gravitației a fost estimată la 9,8 m / s ² , care pentru calcul este rotunjită la 10 m / s ² . Este posibil ca obiectul din exemplu să fi fost aruncat în sus cu o viteză inițială de 5 m / s.

În sfârșit la t = 1,0 s, viteza mobilului este negativă. Dacă este o lansare verticală în sus, în absența frecării, înseamnă că trece din nou prin punctul de plecare, dar de data aceasta merge în jos, în loc de în sus.

În concluzie, o accelerare negativă nu înseamnă neapărat că încetinitorul. Dimpotrivă, telefonul mobil ar putea merge mai repede și mai repede. Este de acordat atenție dacă semnele de viteză și accelerație sunt aceleași sau nu.

Referințe

1. Walker, J. 2010. Fizică. A patra editie. Addison Wesley. 26-30.