האצה היא מילה מוכרת. לא מהנדס, זה מופיע לרוב בכתבות חדשותיות ובגליונות. האצת פיתוח, שיתוף פעולה ותהליכים חברתיים נוספים. המשמעות המקורית של מילה זו קשורה לתופעות פיזיקליות. איך למצוא את האצה של גוף נע, או תאוצה כאינדיקטור לעוצמת המכונית? האם יכולות להיות לזה משמעויות אחרות?
מה קורה בין 0 ל-100 (הגדרת מונח)
אינדיקטור לעוצמת המכונית נחשב לזמן ההאצה שלה מאפס למאות. אבל מה קורה בין לבין? קחו בחשבון את לאדה וסטה שלנו עם 11 השניות שלה.
אחת הנוסחאות לאיך למצוא את התאוצה כתובה כך:
a=(V2 – V1) / t
במקרה שלנו:
a – תאוצה, m/s∙s
V1 – מהירות התחלתית, m/s;
V2 – מהירות סופית, m/s;
t – זמן.
בואו נביא את הנתונים למערכת ה-SI, כלומר קמ ש נחשב מחדש ב-m/s:
100 קמ ש=100000 מ' /3600 שניות=27.28 מ'/שניה.
עכשיו אתה יכול למצוא את ההאצה של הקלינה:
a=(27, 28 – 0) / 11=2.53 m/s∙s
מה המשמעות של המספרים האלה? תאוצה של 2.53 מטר לשנייה לשנייה מצביעה על כך שבכל שנייה מהירות המכונית עולה ב-2.53 מ'/שנייה.
כאשר מתחילים ממקום (מאפס):
- בשנייה הראשונה המכונית תאיץ למהירות של 2.53 מטר/שניה;
- לשנייה - עד 5.06 מ'/שניה;
- עד סוף השניה השלישית, המהירות תהיה 7.59 מ'/שניה וכו'.
לפיכך, נוכל לסכם: תאוצה היא עלייה במהירות של נקודה ליחידת זמן.
החוק השני של ניוטון, זה קל
אז, ערך התאוצה מחושב. הגיע הזמן לשאול מאיפה נובעת התאוצה הזו, מה המקור העיקרי שלה. יש רק תשובה אחת - כוח. הכוח שבו הגלגלים דוחפים את המכונית קדימה הוא שגורם לה להאיץ. ואיך למצוא את התאוצה אם גודל הכוח הזה ידוע? הקשר בין שתי הכמויות הללו למסה של נקודה חומרית נקבע על ידי אייזק ניוטון (זה לא קרה ביום שבו נפל תפוח על ראשו, אז הוא גילה חוק פיזיקלי אחר).
והחוק הזה כתוב כך:
F=m ∙ a, שבו
F – כוח, N;
m – מסה, ק ג;
a – תאוצה, m/s∙s.
בהתייחס לתוצר של תעשיית הרכב הרוסית, אתה יכול לחשב את הכוח שבו הגלגלים דוחפים את המכונית קדימה.
F=m ∙ a=1585 kg ∙ 2.53 m/s∙s=4010 N
או 4010 / 9,8=409 ק ג∙s
האם זה אומר שאם לא תשחרר את דוושת הדלק, המכונית תתפוס מהירות עד שתגיע למהירות הקול? ברור שלא. כבר כשהיא מגיעה למהירות של 70 קמ ש (19.44 מ'/ש'), גרר האוויר מגיע ל-2000 N.
איך למצוא את התאוצה בזמן שהלאדה "עפה" במהירות כזו?
a=F / m=(Fwheels – Fresist.) / m=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 מ'/שניה
כפי שניתן לראות, הנוסחה מאפשרת למצוא גם תאוצה, לדעת את הכוח שבו פועלים המנועים על המנגנון (כוחות אחרים: רוח, זרימת מים, משקל וכו'), ולהיפך.
למה אתה צריך לדעת את התאוצה
קודם כל, כדי לחשב את המהירות של גוף חומרי כלשהו בנקודת זמן של עניין, כמו גם מיקומו.
נניח שה"לאדה וסטה" שלנו מאיץ על הירח, שבו אין התנגדות אוויר חזיתית בגלל היעדרו, אז התאוצה שלו בשלב מסוים תהיה יציבה. במקרה זה, אנו קובעים את מהירות המכונית 5 שניות לאחר ההתנעה.
V=V0 + a ∙ t=0 + 2.53 ∙ 5=12.65 m/s
או 12.62 ∙ 3600 / 1000=45.54 קמ ש
V0 – מהירות נקודת התחלה.
וכמה רחוק מההתחלה תהיה מכונית הירח שלנו ברגע זה? לשם כך, הדרך הקלה ביותר היא להשתמש בנוסחה האוניברסלית לקביעת הקואורדינטות:
x=x0 + V0t + (at2) / 2
x=0 + 0 ∙ 5 + (2.53 ∙ 52) / 2=31.63 m
x0 – ראשי תיבותקואורדינטת נקודה.
זה בדיוק המרחק שבווסטה תספיק לצאת מקו הזינוק תוך 5 שניות.
אבל למעשה, כדי למצוא את המהירות והתאוצה של נקודה בנקודת זמן נתונה, במציאות יש צורך לקחת בחשבון ולחשב גורמים רבים אחרים. כמובן שאם הלאדה וסטה תפגע בירח, זה לא יהיה בקרוב, התאוצה שלה, בנוסף לכוחו של מנוע ההזרקה החדש, מושפעת לא רק מהתנגדות האוויר.
במהירויות שונות של המנוע, הוא נותן מאמץ שונה, זה לא לוקח בחשבון את מספר ההילוך המשולב, מקדם ההיצמדות של הגלגלים לכביש, השיפוע של הכביש הזה בדיוק, מהירות הרוח ועוד הרבה יותר.
אילו האצות נוספות יש
כוח יכול לעשות יותר מאשר רק לגרום לגוף לנוע קדימה בקו ישר. לדוגמה, כוח הכובד של כדור הארץ גורם לירח להתעקם כל הזמן את מסלול הטיסה שלו בצורה כזו שהוא תמיד מסתובב סביבנו. האם יש כוח שפועל על הירח במקרה זה? כן, זה אותו כוח שהתגלה על ידי ניוטון בעזרת תפוח - כוח המשיכה.
והאצה שהוא נותן ללווין הטבעי שלנו נקראת צנטריפטלי. כיצד למצוא את תאוצת הירח כשהוא מקיף אותו?
aц=V2 / R=4π2R / T 2 שבו
ac – תאוצה צנטריפטית, m/s∙s;
V היא מהירות הירח במסלולו, m/s;
R – רדיוס מסלול, m;
T– תקופת מהפכת הירח סביב כדור הארץ, s.
ac=4 π2 384 399 000 / 23605912=0, 002723331 m /s∙s
