Zawartość
Ludzie często używają słowa przyspieszenie, by oznaczać zwiększenie prędkości. Na przykład prawy pedał w samochodzie nazywany jest pedałem przyspieszenia, ponieważ jego pedał może przyspieszyć jazdę samochodem. Jednak w fizyce przyspieszenie definiuje się szerzej, jako szybkość zmiany prędkości. Na przykład, jeśli prędkość zmienia się liniowo z czasem, np. V (t) = 5 t mil na godzinę, wówczas przyspieszenie wynosi 5 mil na godzinę do kwadratu, ponieważ jest to nachylenie wykresu v (t) względem t. Biorąc pod uwagę funkcję prędkości, przyspieszenie można określić zarówno graficznie, jak i za pomocą ułamków.
Rozwiązanie graficzne
Załóżmy, że prędkość obiektu jest stała. Na przykład v (t) = 25 mil na godzinę.
Wykreśl tę funkcję prędkości, mierząc v (t) z osią pionową i czas t z osią poziomą.
Należy zauważyć, że ponieważ wykres jest płaski lub poziomy, jego szybkość zmian w stosunku do czasu t wynosi zero. Ponieważ przyspieszenie jest szybkością zmiany prędkości, przyspieszenie w tym przypadku musi wynosić zero.
Pomnóż przez promień koła, jeśli chcesz również określić, jak daleko jechało koło.
Rozwiązanie frakcyjne
Utwórz stosunek zmiany prędkości w pewnym okresie czasu podzielony przez długość okresu czasu. Ten stosunek jest szybkością zmiany prędkości, a zatem jest także średnim przyspieszeniem w tym okresie.
Na przykład, jeśli v (t) wynosi 25 mil na godzinę, to v (t) w czasie 0, a w czasie 1 wynosi v (0) = 25 mil na godzinę, a v (1) = 25 mil na godzinę. Prędkość się nie zmienia. Stosunek zmiany prędkości do zmiany w czasie (tj. Średnie przyspieszenie) wynosi CHANGE IN V (T) / CHANGE IN T = /. Wyraźnie jest to równe zero podzielone przez 1, co równa się zero.
Należy pamiętać, że stosunek obliczony w kroku 1 to tylko średnie przyspieszenie. Można jednak przybliżać chwilowe przyspieszenie, ustawiając dwa punkty w czasie, w których prędkość jest mierzona tak blisko, jak chcesz.
Kontynuując powyższy przykład, / = / = 0. Tak więc, natychmiastowe przyspieszenie w czasie 0 wynosi również zero mil na godzinę do kwadratu, podczas gdy prędkość pozostaje stała 25 mil na godzinę.
Podaj dowolną liczbę dla punktów w czasie, dzięki czemu będą tak blisko, jak chcesz. Załóżmy, że są tylko e osobno, gdzie e jest bardzo małą liczbą. Następnie możesz pokazać, że chwilowe przyspieszenie jest równe zeru dla całego czasu t, jeżeli prędkość jest stała dla całego czasu t.
Kontynuując powyższy przykład, / = / e = 0 / e = 0. e może być tak małe, jak nam się podoba, a t może być dowolnym punktem w czasie, który nam się podoba, i nadal otrzymujemy ten sam wynik. Dowodzi to, że jeśli prędkość wynosi stale 25 mph, wówczas chwilowe i średnie przyspieszenia w dowolnym momencie t są równe zeru.