ZÁPORNÉ ZRYCHLENÍ: VZORCE, VÝPOČTY A ŘEŠENÁ CVIČENÍ - FYZICKÝ - 2025

Negativní zrychlení vzniká, když změna nebo změna rychlosti v průběhu času má na záporné znaménko. Pozorujte psa na obrázku, který se baví na pláži. Písek zpomaluje jeho pohyb, což znamená, že dochází ke zrychlení, které je oproti rychlosti, kterou nese.

Toto zrychlení lze považovat za negativní, na rozdíl od rychlosti, která je uváděna jako pozitivní. Ačkoli záporné zrychlení ne vždy způsobí snížení rychlosti.

Pes má zábavu v brzdění v písku. Brzdné zrychlení lze považovat za záporné zrychlení. Zdroj: Pixabay.

V jednorozměrném pohybu je směr postupu obecně považován za kladný, tj. Směr rychlosti. To je to, co bylo zvažováno dříve: u psa na obrázku je kladný směr ten, který jde od ocasu k hlavě.

Než potopil své tlapy do písku, pes přišel s určitou rychlostí v dopředu, což je pozitivní. Pak se písek zpomalí, dokud se nezastaví, to znamená nulovou konečnou rychlost.

Předpokládejme, že se to všechno stalo v časovém období Δt. Zrychlení během této doby bude počítáno takto:

Ve výše uvedené rovnici v> 0, Δt> 0 a a 0, což je záporné zrychlení (a <0). Protože směr rychlosti na začátku byl považován za kladný, záporné zrychlení znamená, že zrychlení směřuje pryč od rychlosti. Proto se dochází k závěru, že:

Proto můžeme stanovit, že:

• Když mají rychlost a zrychlení stejné znaménko, bez ohledu na to, které znaménko se rychlost zvyšuje. V takovém případě se rychlost v závislosti na případě stává pozitivnější nebo negativnější.
• Když rychlost a zrychlení mají opačné znaky, rychlost se snižuje.

Vzorce pro výpočet zrychlení

Bez ohledu na znaménko, které má, se průměrné zrychlení a _m mezi instancemi t at 'vypočítá podle následujícího vzorce:

Průměrné zrychlení poskytuje globální informace o tom, jak se rychlost změnila v uvažovaném časovém intervalu. Okamžité zrychlení nabízí detail toho, jak se rychlost mění v každém okamžiku. Takže pro daný okamžik t se zrychlení počítá podle následujícího vzorce:

- Příklad 1

V počátečním okamžiku t = 0,2 s má objekt rychlost 3 m / s. Později, v okamžiku t '= 0,4 s, má rychlost 1 m / s. Vypočítejte střední zrychlení mezi časy ta t 'a interpretujte výsledek.

Odpověď

- Příklad 2

V počátečním okamžiku t = 0,6 s má objekt rychlost -1 m / s. Následně má v okamžiku t '= 0,8 s rychlost -3 m / s. Vypočítejte střední zrychlení mezi časy t a t '. Interpretujte výsledek.

Odpověď

Závěrem lze říci, že na konci časového intervalu se rychlost ještě zhoršila (-3 m / s).

Znamená to, že mobil zpomaluje svůj pohyb? Ne. Znaménko mínus v rychlosti znamená pouze to, že jde zpět a rychleji, protože jízda rychlostí -3 m / s jde rychleji než -1 m / s, což byla rychlost, která byla na začátku.

Rychlost, která je modulem rychlosti, se navzdory zápornému zrychlení zvýšila. Myslím, že tento objekt zrychlil. Proto dochází k závěru:

- Příklad 3 - Vertikální zvracení

Zvažte následující příklad: objekt má okamžitou rychlost danou následujícím výrazem, se všemi jednotkami v mezinárodním systému:

Najděte rychlost a zrychlení pro časy 0 s, 0,5 s a 1,0 s. V každém případě uveďte, zda se objekt zrychluje nebo zpomaluje.

Odpověď

Rychlost v každém z uvedených okamžiků se zjistí nahrazením t přímo do rovnice. Zrychlení se zjistí odvozením daného výrazu jako funkce času a následným vyhodnocením výsledku v každém z uvedených časů.

Výsledky jsou následující:

Zrychlení je konstantní a negativní pro všechny pohyby. Nyní je možné popsat, co se s mobilem stalo, když se pohybuje.

V době t = 0 s se mobil zpomalil. To následuje okamžitě, protože rychlost je kladná a zrychlení záporné.

V okamžiku t = 0,5 s se mobil zastavil, alespoň na chvíli byl v klidu. Není možné, aby se mobil zastavil, i když je zrychlený. Nejhmatnějším příkladem je vertikální házení nahoru.

Absolventi se sklonují svisle k jejich čepicím. Zdroj: Pexels.

Když je mobil promítán svisle nahoru, dokáže dosáhnout maximální výšky. Pokud je pozitivní směr zvolen v tomto smyslu, což je to, co se téměř vždy děje, bude mít mobil v době, kdy dosáhne tohoto maximálního bodu, kladnou rychlost.

Ale gravitace byla po celou dobu. A je vždy nasměrován svisle dolů, bez ohledu na to, zda objekt jde nahoru nebo dolů. Přirozeně se jí podaří postupně zpomalit mobil, dokud se na okamžik nezastaví.

Mobil okamžitě změní rychlost a zamíří zpět k zemi. V tomto případě je rychlost záporná, protože také ukazuje na zem. Proto gravitace způsobuje, že se rychlost zvyšuje stále více.

Hodnota zrychlení gravitace byla odhadnuta na 9,8 m / s ², která je pro účely výpočtu zaokrouhlena na 10 m / s ². Objekt v příkladu může být dobře hoden vzhůru s počáteční rychlostí 5 m / s.

Konečně při t = 1,0 s je rychlost mobilního telefonu záporná. Pokud se jedná o svislý vzestup nahoru, při absenci tření to znamená, že znovu prochází výchozím bodem, ale tentokrát jde dolů, místo vzhůru.

Závěrem lze říci, že záporné zrychlení nutně neznamená, že se mobil zpomaluje. Naopak, mobil mohl jít rychleji a rychleji. Jde o to, abychom věnovali pozornost tomu, zda jsou známky rychlosti a zrychlení stejné nebo ne.

Reference

1. Walker, J. 2010. Fyzika. Čtvrté vydání. Addison Wesley. 26-30.