Versnelling is een bekend woord. Geen ingenieur, het komt het vaakst voor in nieuwsartikelen en problemen. Versnelling van ontwikkeling, samenwerking en andere maatschappelijke processen. De oorspronkelijke betekenis van dit woord is verbonden met fysieke verschijnselen. Hoe de versnelling van een bewegend lichaam te vinden, of versnelling als een indicator van het vermogen van de auto? Kan het een andere betekenis hebben?
Wat gebeurt er tussen 0 en 100 (termdefinitie)
Indicator van het vermogen van de auto wordt beschouwd als de tijd van zijn acceleratie van nul tot honderden. Maar wat gebeurt er tussendoor? Overweeg onze Lada Vesta met zijn beweerde 11 seconden.
Een van de formules voor het vinden van de versnelling is als volgt geschreven:
a=(V2 – V1) / t
In ons geval:
a – versnelling, m/s∙s
V1 – beginsnelheid, m/s;
V2 – eindsnelheid, m/s;
t – tijd.
Laten we de gegevens naar het SI-systeem brengen, namelijk km/u zullen we herberekenen in m/s:
100 km/u=100000 m /3600 s=27,28 m/s.
Nu kun je de versnelling van de Kalina vinden:
a=(27, 28 – 0) / 11=2,53 m/s∙s
Wat betekenen deze cijfers? Een versnelling van 2,53 meter per seconde per seconde geeft aan dat voor elke seconde de snelheid van de auto met 2,53 m/s toeneemt.
Bij het starten vanaf een plaats (vanaf het begin):
- in de eerste seconde accelereert de auto tot een snelheid van 2,53 m/s;
- voor de tweede - tot 5,06 m/s;
- tegen het einde van de derde seconde zal de snelheid 7,59 m/s zijn, enz.
We kunnen dus samenvatten: versnelling is een toename van de snelheid van een punt per tijdseenheid.
De tweede wet van Newton, het is makkelijk
Dus, de versnellingswaarde wordt berekend. Het is tijd om te vragen waar deze versnelling vandaan komt, wat de primaire bron is. Er is maar één antwoord: kracht. Het is de kracht waarmee de wielen de auto naar voren duwen waardoor deze versnelt. En hoe de versnelling te vinden als de grootte van deze kracht bekend is? De relatie tussen deze twee grootheden en de massa van een materieel punt werd vastgesteld door Isaac Newton (dit gebeurde niet op de dag dat er een appel op zijn hoofd viel, toen ontdekte hij een andere natuurkundige wet).
En deze wet is als volgt geschreven:
F=m ∙ a, waarbij
F – kracht, N;
m – massa, kg;
a – versnelling, m/s∙s.
Verwijzend naar het product van de Russische auto-industrie, kun je de kracht berekenen waarmee de wielen de auto vooruit duwen.
F=m ∙ a=1585 kg ∙ 2,53 m/s∙s=4010 N
of 4010 / 9,8=409 kg∙s
Betekent dit dat als je het gaspedaal niet loslaat, de auto snelheid opvoert tot hij de geluidssnelheid bereikt? Natuurlijk niet. Reeds bij een snelheid van 70 km/u (19,44 m/s) bereikt de luchtweerstand 2000 N.
Hoe vind je de versnelling op het moment dat de Lada met zo'n snelheid "vliegt"?
a=F / m=(Fwheels – Fresist.) / m=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 m/s∙s
Zoals je kunt zien, stelt de formule je in staat om zowel versnelling te vinden als de kracht te kennen waarmee de motoren op het mechanisme werken (andere krachten: wind, waterstroom, gewicht, enz.), en vice versa.
Waarom je de versnelling moet weten
Allereerst, om de snelheid van een materieel lichaam op een interessant tijdstip te berekenen, evenals de locatie ervan.
Stel dat onze "Lada Vesta" versnelt op de maan, waar er geen frontale luchtweerstand is vanwege zijn afwezigheid, dan zal zijn versnelling op een bepaald moment stabiel zijn. In dit geval bepalen we de snelheid van de auto 5 seconden na de start.
V=V0 + a ∙ t=0 + 2,53 ∙ 5=12,65 m/s
of 12,62 ∙ 3600 / 1000=45,54 km/u
V0 – beginpuntsnelheid.
En hoe ver van de start zal onze maanwagen op dit moment zijn? Om dit te doen, is de eenvoudigste manier om de universele formule te gebruiken voor het bepalen van de coördinaten:
x=x0 + V0t + (at2) / 2
x=0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 52) / 2=31,63 m
x0 – initialpuntcoördinaat.
Dit is precies de afstand die Vesta over 5 seconden heeft om de startlijn te verlaten.
Maar om de snelheid en versnelling van een punt op een bepaald punt in de tijd te vinden, is het in feite noodzakelijk om rekening te houden met vele andere factoren en deze te berekenen. Natuurlijk, als de Lada Vesta de maan raakt, zal dat niet snel zijn, zijn acceleratie, naast het vermogen van de nieuwe injectiemotor, wordt niet alleen beïnvloed door luchtweerstand.
Bij verschillende snelheden van de motor levert het een andere inspanning, dit houdt geen rekening met het aantal ingeschakelde versnellingen, de adhesiecoëfficiënt van de wielen aan de weg, de helling van deze weg, windsnelheid en nog veel meer.
Welke andere versnellingen zijn er
Kracht kan meer doen dan alleen het lichaam in een rechte lijn naar voren laten bewegen. Zo zorgt de zwaartekracht van de aarde ervoor dat de maan zijn vliegbaan voortdurend zodanig afbuigt dat hij altijd om ons heen cirkelt. Werkt er in dit geval een kracht op de maan? Ja, dit is dezelfde kracht die Newton ontdekte met behulp van een appel - de aantrekkingskracht.
En de versnelling die het aan onze natuurlijke satelliet geeft, wordt centripetaal genoemd. Hoe vind je de versnelling van de maan tijdens haar baan?
aц=V2 / R=4π2R / T 2 waar
ac – centripetale versnelling, m/s∙s;
V is de snelheid van de maan in zijn baan, m/s;
R – baanradius, m;
T– periode van de maanrevolutie rond de aarde, s.
ac=4 π2 384 399 000 / 23605912=0, 002723331 m /s∙s
