Rumus definisi percepatan adalah satuan ukuran. Bagaimana menemukan percepatan, mengetahui jalan dan waktu

Tubuh itu konstan dan tubuh untuk interval waktu yang sama melewati jalan yang sama.

Kebanyakan gerakan, bagaimanapun, tidak dapat dianggap seragam. Di beberapa bagian tubuh mereka mungkin memiliki kecepatan yang lebih rendah, di bagian lain - yang lebih besar. Misalnya, kereta api yang meninggalkan stasiun mulai bergerak lebih cepat dan lebih cepat. Mendekati stasiun, dia, sebaliknya, memperlambat gerakannya.

Mari kita lakukan percobaan. Mari kita pasang penetes di troli, dari mana tetesan cairan berwarna jatuh secara berkala. Mari kita letakkan kereta ini di atas papan miring dan lepaskan. Kita akan melihat bahwa jarak antara jejak yang ditinggalkan oleh tetesan akan menjadi lebih besar dan lebih besar saat kereta bergerak ke bawah (Gbr. 3). Ini berarti bahwa kereta menempuh jarak yang tidak sama dalam interval waktu yang sama. Kecepatan gerobak bertambah. Selain itu, seperti yang dapat dibuktikan, untuk selang waktu yang sama, kecepatan kereta yang bergerak menuruni papan miring meningkat sepanjang waktu dengan jumlah yang sama.

Jika kecepatan tubuh selama gerakan tidak rata untuk interval waktu yang sama berubah dengan cara yang sama, maka gerakan itu disebut dipercepat secara seragam.

Jadi. misalnya, percobaan telah menetapkan bahwa kecepatan benda yang jatuh bebas (tanpa adanya hambatan udara) meningkat sekitar 9,8 m/s setiap detik, yaitu jika pada mulanya benda itu diam, maka sedetik setelah mulai jatuhnya akan memiliki kecepatan 9,8 m/s, di detik berikutnya - 19,6 m/s, di detik berikutnya - 29,4 m/s, dll.

Besaran fisika yang menunjukkan seberapa besar perubahan kecepatan suatu benda untuk setiap detik gerak dipercepat beraturan disebut percepatan.
a adalah percepatan.

Satuan percepatan dalam SI adalah percepatan di mana untuk setiap detik kecepatan benda berubah sebesar 1 m / s, yaitu meter per detik per detik. Satuan ini dilambangkan 1 m / s 2 dan disebut "meter per detik kuadrat".

Percepatan mencirikan laju perubahan kecepatan. Jika, misalnya, percepatan tubuh adalah 10 m / s 2, maka ini berarti bahwa untuk setiap detik kecepatan tubuh berubah 10 m / s, yaitu 10 kali lebih cepat daripada dengan percepatan 1 m / s 2 .

Contoh percepatan yang ditemui dalam kehidupan kita dapat dilihat pada Tabel 1.

Bagaimana percepatan benda mulai bergerak dihitung?

Misal diketahui bahwa laju kereta api listrik yang meninggalkan stasiun bertambah 1,2 m/s dalam 2 s. Kemudian, untuk mengetahui berapa pertambahannya dalam 1 s, perlu membagi 1,2 m /s dengan 2 s. Kita akan mendapatkan 0,6 m/s2. Ini adalah percepatan kereta api.

Jadi, untuk menemukan percepatan benda yang memulai gerak dipercepat seragam, perlu untuk membagi kecepatan yang diperoleh tubuh dengan waktu selama kecepatan ini tercapai:

Mari kita tunjukkan semua kuantitas yang termasuk dalam ekspresi ini, dengan huruf latin:
a - akselerasi; V- kecepatan yang diperoleh; t - waktu

Maka rumus untuk menentukan percepatan dapat ditulis sebagai berikut:

Rumus ini berlaku untuk gerak dipercepat seragam dari keadaan istirahat, yaitu ketika kecepatan awal benda adalah nol. Kecepatan awal benda adalah V 0 - Formula (2.1), oleh karena itu, hanya valid dalam kondisi bahwa V 0 = 0.

Jika nol bukan kecepatan awal, tetapi kecepatan akhir (yang dilambangkan hanya dengan huruf V), maka rumus percepatan mengambil bentuk:

Dalam bentuk ini, rumus percepatan digunakan dalam kasus di mana tubuh dengan kecepatan tertentu V 0 mulai bergerak lebih lambat dan lebih lambat sampai akhirnya berhenti ( v= 0). Dengan rumus ini, misalnya, kita akan menghitung percepatan saat pengereman mobil dan lainnya Kendaraan. Dengan waktu t yang kami maksud adalah waktu perlambatan.

Seperti kecepatan, akselerasi tubuh tidak hanya dicirikan oleh nilai numerik, tetapi juga oleh arah. Ini berarti percepatannya juga vektor ukuran. Oleh karena itu, dalam gambar itu digambarkan sebagai panah.

Jika kecepatan tubuh dipercepat secara seragam gerak lurus meningkat, maka percepatan diarahkan ke arah yang sama dengan kecepatan (Gbr. 4, a); jika kecepatan tubuh selama gerakan ini berkurang, maka akselerasi diarahkan ke arah yang berlawanan (Gbr. 4, b).

Dalam gerak lurus beraturan, kecepatan tubuh tidak berubah. Oleh karena itu, tidak ada percepatan selama gerakan seperti itu (a = 0) dan tidak dapat ditunjukkan pada gambar.

1. Gerak apa yang disebut percepatan beraturan? 2. Apa itu percepatan? 3. Apa yang menjadi ciri percepatan? 4. Dalam hal apa percepatan sama dengan nol? 5. Apa rumus percepatan benda ketika gerak dipercepat seragam dari istirahat? 6. Apa rumus percepatan tubuh ketika kecepatan berkurang menjadi nol? 7. Bagaimana arah percepatan pada gerak lurus yang dipercepat beraturan?

tugas eksperimental . Menggunakan penggaris sebagai bidang miring, letakkan koin di tepi atasnya dan lepaskan. Apakah koin akan bergerak? Jika demikian, bagaimana - dipercepat secara seragam atau seragam? Bagaimana itu tergantung pada sudut penggaris?

S.V. Gromov, N.A. Tanah Air, Fisika Kelas 8

Dikirim oleh pembaca dari situs Internet

Tugas dan jawaban dari fisika berdasarkan kelas, jawaban tes fisika, perencanaan pelajaran fisika kelas 8, perpustakaan abstrak online terbesar, pekerjaan rumah dan pekerjaan

Isi pelajaran ringkasan pelajaran mendukung bingkai pelajaran presentasi metode akselerasi teknologi interaktif Praktik tugas dan latihan ujian mandiri lokakarya, pelatihan, kasus, pencarian pekerjaan rumah pertanyaan diskusi pertanyaan retoris dari siswa Ilustrasi audio, klip video, dan multimedia foto, gambar grafik, tabel, skema humor, anekdot, lelucon, perumpamaan komik, ucapan, teka-teki silang, kutipan Add-on abstrak chip artikel untuk lembar contekan yang ingin tahu, buku teks dasar dan glosarium tambahan istilah lainnya Memperbaiki buku pelajaran dan pelajaranmengoreksi kesalahan dalam buku teks memperbarui fragmen dalam buku teks elemen inovasi dalam pelajaran menggantikan pengetahuan usang dengan yang baru Hanya untuk guru pelajaran yang sempurna rencana kalender untuk setahun pedoman program diskusi Pelajaran Terintegrasi

Semua tugas di mana ada pergerakan objek, gerakan atau rotasinya, entah bagaimana terhubung dengan kecepatan.

Istilah ini mencirikan pergerakan suatu objek dalam ruang selama periode waktu tertentu - jumlah satuan jarak per satuan waktu. Dia sering menjadi "tamu" dari kedua bagian matematika dan fisika. Tubuh asli dapat mengubah lokasinya baik secara seragam maupun dengan percepatan. Dalam kasus pertama, kecepatannya statis dan tidak berubah selama gerakan, yang kedua, sebaliknya, bertambah atau berkurang.

Bagaimana menemukan kecepatan - gerakan seragam

Jika kecepatan gerakan tubuh tetap tidak berubah dari awal gerakan hingga akhir jalan, maka kita sedang berbicara tentang bergerak dengan percepatan konstan - gerakan seragam. Itu bisa lurus atau melengkung. Dalam kasus pertama, lintasan tubuh adalah garis lurus.

Maka V=S/t, dimana:

V adalah kecepatan yang diinginkan,
S - jarak yang ditempuh (jalur total),
t adalah waktu total gerakan.

Bagaimana menemukan kecepatan - percepatan konstan

Jika sebuah benda bergerak dengan percepatan, maka kecepatannya berubah saat bergerak. Dalam hal ini, ekspresi akan membantu menemukan nilai yang diinginkan:

V \u003d V (awal) + di, di mana:

V (awal) - kecepatan awal objek,
a adalah percepatan tubuh,
t adalah total waktu perjalanan.

Bagaimana menemukan kecepatan - gerakan tidak rata

Dalam hal ini, ada situasi ketika tubuh melewati bagian jalan yang berbeda dalam waktu yang berbeda.
S(1) - untuk t(1),
S(2) - untuk t(2), dll.

Pada bagian pertama, gerakan terjadi pada "tempo" V(1), pada bagian kedua - V(2), dan seterusnya.

Untuk mengetahui kecepatan suatu benda bergerak sepanjang jalan (nilai rata-ratanya), gunakan ekspresi:

Bagaimana menemukan kecepatan - rotasi suatu benda

Dalam kasus rotasi, kita berbicara tentang kecepatan sudut, yang menentukan sudut melalui mana elemen berputar per satuan waktu. Nilai yang diinginkan dilambangkan dengan simbol (rad / s).

= /Δt, dimana:

– sudut yang dilewati (kenaikan sudut),
t - waktu yang telah berlalu (waktu gerakan - pertambahan waktu).

Jika rotasinya seragam, nilai yang diinginkan (ω) dikaitkan dengan konsep seperti periode rotasi - berapa lama waktu yang dibutuhkan objek kita untuk membuat 1 putaran penuh. Pada kasus ini:

= 2π/T, dimana:
adalah konstanta 3.14,
T adalah periode.

Atau = 2πn, dimana:
adalah konstanta 3.14,
n adalah frekuensi sirkulasi.

Dengan diketahui kelajuan linier benda untuk setiap titik pada lintasan gerak dan jari-jari lingkaran yang dilaluinya, persamaan berikut diperlukan untuk mencari kelajuan :

= V/R, dimana:
V adalah nilai numerik dari besaran vektor (kecepatan linier),
R adalah jari-jari lintasan benda.

Bagaimana menemukan kecepatan - mendekati dan menjauh dari titik

Dalam tugas seperti itu, akan tepat untuk menggunakan istilah kecepatan pendekatan dan kecepatan jarak.

Jika benda-benda tersebut saling menuju satu sama lain, maka kecepatan mendekat (mundur) adalah sebagai berikut:
V (pendekatan) = V(1) + V(2), di mana V(1) dan V(2) adalah kecepatan benda-benda yang bersesuaian.

Jika salah satu benda mengejar yang lain, maka V (lebih dekat) = V(1) - V(2), V(1) lebih besar dari V(2).

Bagaimana menemukan kecepatan - gerakan di badan air

Jika peristiwa terungkap di atas air, maka kecepatan arus (yaitu, pergerakan air relatif terhadap pantai tetap) ditambahkan ke kecepatan objek itu sendiri (pergerakan tubuh relatif terhadap air). Bagaimana konsep-konsep ini terkait?

Dalam hal bergerak ke hilir, V=V(own) + V(tech).
Jika melawan arus - V \u003d V (sendiri) - V (aliran).

Apakah Anda ingin bereksperimen? Ya, dengan mudah. Ambil penggaris panjang, letakkan secara horizontal dan angkat salah satu ujungnya. Anda akan mendapatkan bidang miring. Sekarang ambil koin dan letakkan di ujung atas penggaris. Koin akan mulai meluncur ke bawah penggaris, lihat bagaimana koin akan bergerak dengan kecepatan yang sama atau tidak.

Anda akan melihat bahwa kecepatan koin akan meningkat secara bertahap. Dan perubahan kecepatan akan langsung tergantung pada sudut penggaris. Semakin curam sudut kemiringan, semakin besar kecepatan yang akan diperoleh koin menuju ujung jalan.

Mengubah kecepatan koin

Anda dapat mencoba mencari tahu bagaimana kecepatan koin berubah untuk setiap periode waktu yang identik. Dalam kasus penggaris dan koin di rumah, ini sulit dilakukan, tetapi di laboratorium dapat ditentukan bahwa pada sudut kemiringan yang konstan, koin yang meluncur mengubah kecepatannya dengan jumlah yang sama setiap detik.

Gerakan tubuh seperti itu, ketika kecepatannya berubah dengan cara yang sama untuk interval waktu yang sama, dan tubuh bergerak dalam garis lurus, disebut dalam fisika gerak lurus beraturan yang dipercepat. Dalam hal ini, kecepatan dipahami sebagai kecepatan pada saat tertentu dalam waktu.

Kecepatan ini disebut kecepatan sesaat. Kecepatan sesaat tubuh dapat berubah dengan cara yang berbeda: lebih cepat, lebih lambat, dapat meningkat, atau dapat menurun. Untuk mengkarakterisasi perubahan kecepatan ini, besaran yang disebut percepatan diperkenalkan.

Konsep percepatan: rumus

Percepatan adalah besaran fisika yang menunjukkan seberapa besar kecepatan suatu benda berubah untuk setiap periode waktu yang sama. Jika kecepatan berubah dengan cara yang sama, maka percepatan akan menjadi nilai konstan. Ini terjadi dalam kasus gerak lurus beraturan yang dipercepat. Rumus untuk percepatan adalah sebagai berikut:

a = (v - v_0)/ t,

di mana a adalah percepatan, v adalah kecepatan akhir, v_0 adalah kecepatan awal, t adalah waktu.

Percepatan diukur dalam meter per detik kuadrat (1 m/s2). Sedikit aneh pada pandangan pertama, unit ini sangat mudah dijelaskan: akselerasi \u003d kecepatan / waktu \u003d (m / s) / s, dari mana unit tersebut berasal.

Percepatan merupakan besaran vektor. Itu dapat diarahkan baik dalam arah yang sama dengan kecepatan, jika kecepatan meningkat, atau ke arah yang berlawanan, jika kecepatan berkurang. Contoh opsi kedua adalah pengereman. Jika, misalnya, mobil melambat, maka kecepatannya berkurang. Maka percepatannya akan bernilai negatif, dan akan diarahkan bukan ke arah mobil, tetapi ke arah yang berlawanan.

Dalam kasus di mana kecepatan kita berubah dari nol ke nilai tertentu, misalnya, ketika roket diluncurkan, atau dalam kasus ketika kecepatan, sebaliknya, berkurang menjadi nol, misalnya, ketika kereta melambat hingga berhenti total, hanya satu nilai kecepatan dapat digunakan dalam perhitungan. Rumusnya kemudian berbentuk: a = v / t untuk kasus pertama, atau: a = v_0 / t untuk kasus kedua.

Istilah "percepatan" adalah salah satu dari sedikit yang artinya jelas bagi mereka yang berbicara bahasa Rusia. Ini menunjukkan nilai yang dengannya vektor kecepatan suatu titik diukur dalam arahnya dan nilai numeriknya. Percepatan tergantung pada gaya yang diterapkan pada titik ini, itu berbanding lurus dengannya, tetapi berbanding terbalik dengan massa titik ini. Berikut adalah kriteria utama bagaimana menemukan akselerasi.

Ini mengikuti dari mana tepatnya percepatan diterapkan. Ingatlah bahwa itu dilambangkan sebagai "a". Dalam sistem satuan internasional, biasanya menganggap satuan percepatan sebagai nilai yang terdiri dari indikator 1 m / s 2 (meter per detik kuadrat): percepatan di mana untuk setiap detik kecepatan benda berubah sebesar 1 m per detik (1m / s). Misalkan percepatan benda adalah 10m/s2. Jadi, untuk setiap sekon, kecepatannya berubah 10 m/s. Manakah yang 10 kali lebih cepat jika percepatannya 1m/s 2 . Dengan kata lain, kecepatan berarti kuantitas fisik mencirikan jalan yang dilalui oleh tubuh, untuk waktu tertentu.

Menjawab pertanyaan tentang bagaimana menemukan percepatan, Anda perlu mengetahui jalur tubuh, lintasannya - lurus atau lengkung, dan kecepatannya - seragam atau tidak rata. Mengenai karakteristik terakhir. itu. kecepatan, harus diingat bahwa itu dapat bervariasi secara vektor atau modulo, sehingga memberikan percepatan pada gerakan tubuh.

Mengapa kita membutuhkan rumus percepatan

Berikut adalah contoh bagaimana menemukan percepatan dalam hal kecepatan, jika tubuh memulai gerakan yang dipercepat secara seragam: Anda perlu membagi perubahan kecepatan dengan periode waktu di mana perubahan kecepatan terjadi. Ini akan membantu untuk memecahkan masalah bagaimana menemukan percepatan, rumus percepatan a = (v -v0) / ?t = ?v / ?t, di mana kecepatan awal tubuh adalah v0, kecepatan akhir adalah v, selang waktu adalah ?t.

pada contoh spesifik terlihat seperti ini: misalkan mobil mulai bergerak, menjauh, dan dalam 7 detik menambah kecepatan 98 m/s. Dengan menggunakan rumus di atas, percepatan mobil ditentukan, mis. mengambil data awal v = 98 m/s, v0 = 0, ?t = 7s, kita perlu mencari apa yang sama dengan a. Inilah jawabannya: a \u003d (v-v0) / ?t \u003d (98m / s - 0m / s) / 7s \u003d 14 m / s 2. Kami mendapatkan 14 m / s 2.

Cari akselerasi jatuh bebas

Bagaimana mencari percepatan jatuh bebas? Prinsip pencarian terlihat jelas dalam contoh ini. Cukup untuk mengambil tubuh logam, mis. sebuah benda yang terbuat dari logam, pasang pada ketinggian yang dapat diukur dalam meter, dan ketika memilih ketinggian, hambatan udara harus diperhitungkan, apalagi yang dapat diabaikan. Secara optimal, ini adalah ketinggian 2-4 m. Sebuah platform harus dipasang di bawah, khusus untuk item ini. Sekarang Anda dapat melepaskan badan logam dari braket. Secara alami, itu akan mulai jatuh bebas. Penting untuk memperbaiki waktu pendaratan tubuh dalam hitungan detik. Semuanya, Anda dapat menemukan percepatan benda jatuh bebas. Untuk melakukan ini, ketinggian yang diberikan harus dibagi dengan waktu terbang tubuh. Hanya saja kali ini harus ditempuh di tingkat kedua. Hasil yang diperoleh harus dikalikan dengan 2. Ini akan menjadi percepatan, lebih tepatnya, nilai percepatan benda jatuh bebas, dinyatakan dalam m / s 2.

Percepatan gravitasi dapat ditentukan dengan menggunakan gaya gravitasi. Setelah mengukur berat badan dalam kg dengan timbangan, mengamati dengan sangat teliti, kemudian menggantungkan badan ini pada dinamometer. Gaya gravitasi yang dihasilkan akan dalam newton. Dengan membagi nilai gravitasi dengan massa benda yang baru saja digantung pada dinamometer, diperoleh percepatan jatuh bebas.

Percepatan menentukan bandul

Ini akan membantu untuk menetapkan percepatan jatuh bebas dan bandul matematika. Ini adalah tubuh yang dipasang dan digantung pada seutas benang dengan panjang yang cukup, yang diukur terlebih dahulu. Sekarang kita perlu membawa pendulum ke keadaan osilasi. Dan dengan bantuan stopwatch, hitung jumlah getaran dalam waktu tertentu. Kemudian bagi jumlah osilasi yang tetap ini dengan waktu (dalam detik). Naikkan angka yang diperoleh setelah pembagian ke pangkat dua, kalikan dengan panjang benang bandul dan angka 39,48. Hasil: percepatan jatuh bebas ditentukan.

Instrumen untuk mengukur percepatan

Adalah logis untuk melengkapi blok informasi tentang akselerasi ini dengan mengatakan bahwa itu diukur dengan perangkat khusus: akselerometer. Mereka adalah mekanik, elektromekanis, listrik dan optik. Kisaran yang dapat mereka lakukan adalah dari 1 cm / s 2 hingga 30 km / s 2, yang berarti O, OOlg - 3000g. Jika Anda menggunakan hukum kedua Newton, Anda dapat menghitung percepatan dengan mencari hasil bagi membagi gaya F yang bekerja pada suatu titik dengan massanya m: a=F/m.

Gerak dipercepat beraturan adalah gerak dengan percepatan yang vektornya tidak berubah besar dan arahnya. Contoh gerakan tersebut: sepeda yang menggelinding menuruni bukit; sebuah batu yang dilemparkan dengan sudut ke cakrawala.

Mari kita pertimbangkan kasus terakhir secara lebih rinci. Pada sembarang titik lintasan, percepatan jatuh bebas g → bekerja pada batu, yang besarnya tidak berubah dan selalu diarahkan ke satu arah.

Gerakan benda yang dilemparkan pada sudut ke cakrawala dapat direpresentasikan sebagai jumlah gerakan tentang sumbu vertikal dan horizontal.

Sepanjang sumbu X gerakannya seragam dan lurus, dan di sepanjang sumbu Y itu dipercepat dan lurus secara seragam. Kami akan mempertimbangkan proyeksi vektor kecepatan dan percepatan pada sumbu.

Rumus untuk kelajuan dengan gerak dipercepat beraturan:

Di sini v 0 adalah kecepatan awal benda, a = c o n s t adalah percepatan.

Mari kita tunjukkan pada grafik bahwa dengan gerak dipercepat beraturan, ketergantungan v (t) berbentuk garis lurus.

Percepatan dapat ditentukan dari kemiringan grafik kecepatan. Pada gambar di atas, modulus percepatan sama dengan perbandingan sisi segitiga ABC.

a = v - v 0 t = B C A C

Semakin besar sudut , semakin besar kemiringan (kecuraman) grafik terhadap sumbu waktu. Dengan demikian, semakin besar akselerasi tubuh.

Untuk graf pertama: v 0 = - 2 m s; a \u003d 0, 5 m s 2.

Untuk graf kedua: v 0 = 3 m s; a = - 1 3 m s 2 .

Dari grafik ini, Anda juga dapat menghitung pergerakan tubuh dalam waktu t. Bagaimana cara melakukannya?

Mari kita pilih interval waktu kecil t pada grafik. Kami berasumsi bahwa itu sangat kecil sehingga gerakan dalam waktu t dapat dipertimbangkan gerakan seragam dengan kecepatan sama dengan kecepatan tubuh di tengah interval t . Maka, perpindahan s selama waktu t akan sama dengan s = v t .

Mari kita bagi semua waktu t menjadi interval kecil tak terhingga t . Perpindahan s dalam waktu t sama dengan luas trapesium O D E F .

s = O D + E F 2 O F = v 0 + v 2 t = 2 v 0 + (v - v 0) 2 t .

Kita tahu bahwa v - v 0 = a t , jadi rumus akhir untuk menggerakkan benda adalah:

s = v 0 t + a t 2 2

Untuk menemukan koordinat lokasi tubuh di saat ini waktu, Anda perlu menambahkan perpindahan ke koordinat awal tubuh. Perubahan koordinat selama gerak dipercepat beraturan menyatakan hukum gerak dipercepat beraturan.

Hukum gerak dipercepat beraturan

y = y 0 + v 0 t + a t 2 2 .

Masalah umum lainnya yang muncul dalam analisis gerak dipercepat beraturan adalah menemukan perpindahan untuk nilai-nilai tertentu dari kecepatan awal dan akhir dan percepatan.

Menghilangkan t dari persamaan di atas dan menyelesaikannya, kita memperoleh:

s \u003d v 2 - v 0 2 2 a.

Dari kecepatan awal, percepatan, dan perpindahan yang diketahui, Anda dapat menemukan kecepatan akhir benda:

v = v 0 2 + 2 s .

Untuk v 0 = 0 s = v 2 2 a dan v = 2 a s

Penting!

Nilai v , v 0 , a , y 0 , s yang termasuk dalam ekspresi adalah besaran aljabar. Tergantung pada sifat gerakan dan arah sumbu koordinat dalam kondisi tugas spesifik mereka dapat mengambil nilai positif dan negatif.

Jika Anda melihat kesalahan dalam teks, harap sorot dan tekan Ctrl+Enter