Beschleunigung ist ein geläufiges Wort. Kein Ingenieur, es kommt am häufigsten in Nachrichtenartikeln und Ausgaben vor. Beschleunigung von Entwicklung, Zusammenarbeit und anderen gesellschaftlichen Prozessen. Die ursprüngliche Bedeutung dieses Wortes hängt mit physikalischen Phänomenen zusammen. Wie findet man die Beschleunigung eines sich bewegenden Körpers oder die Beschleunigung als Indikator für die Kraft des Autos? Kann es andere Bedeutungen haben?
Was passiert zwischen 0 und 100 (Begriffsdefinition)
Indikator für die Kraft des Autos ist die Zeit seiner Beschleunigung von Null auf Hundert. Aber was passiert dazwischen? Betrachten Sie unseren Lada Vesta mit seinen behaupteten 11 Sekunden.
Eine der Formeln zum Finden der Beschleunigung lautet wie folgt:
a=(V2 – V1) / t
In unserem Fall:
a – Beschleunigung, m/s∙s
V1 – Anfangsgeschwindigkeit, m/s;
V2 – Endgeschwindigkeit, m/s;
t – Zeit.
Lass uns die Daten ins SI-System bringen, nämlich km/h wir werden in m/s umrechnen:
100 km/h=100000 m /3600 s=27,28 m/s.
Jetzt kannst du die Beschleunigung der Kalina finden:
a=(27, 28 – 0) / 11=2,53 m/s∙s
Was bedeuten diese Zahlen? Eine Beschleunigung von 2,53 Metern pro Sekunde pro Sekunde bedeutet, dass die Geschwindigkeit des Autos jede Sekunde um 2,53 m/s zunimmt.
Wenn Sie an einem Ort beginnen (von Grund auf neu):
- in der ersten Sekunde beschleunigt das Auto auf eine Geschwindigkeit von 2,53 m/s;
- für die Sekunde - bis zu 5,06 m/s;
- Am Ende der dritten Sekunde beträgt die Geschwindigkeit 7,59 m/s usw.
Wir können also zusammenfassen: Beschleunigung ist eine Zunahme der Geschwindigkeit eines Punktes pro Zeiteinheit.
Newtons zweites Gesetz, es ist einfach
So wird der Beschleunigungswert berechnet. Es ist an der Zeit zu fragen, woher diese Beschleunigung kommt, was ihre Hauptquelle ist. Es gibt nur eine Antwort - Stärke. Es ist die Kraft, mit der die Räder das Auto vorwärts treiben, die es beschleunigt. Und wie findet man die Beschleunigung, wenn die Größe dieser Kraft bekannt ist? Die Beziehung zwischen diesen beiden Größen und der Masse eines materiellen Punktes wurde von Isaac Newton hergestellt (dies geschah nicht an dem Tag, als ihm ein Apfel auf den Kopf fiel, dann entdeckte er ein anderes physikalisches Gesetz).
Und dieses Gesetz ist so geschrieben:
F=m ∙ a, wobei
F – Kraft, N;
m – Masse, kg;
a – Beschleunigung, m/s∙s.
Bezogen auf das Produkt der russischen Autoindustrie kann man die Kraft berechnen, mit der die Räder das Auto nach vorne schieben.
F=m ∙ a=1585 kg ∙ 2,53 m/s∙s=4010 N
oder 4010 / 9,8=409 kg∙s
Bedeutet das, dass das Auto beschleunigt, bis es Schallgeschwindigkeit erreicht, wenn Sie das Gaspedal nicht loslassen? Natürlich nicht. Bereits bei einer Geschwindigkeit von 70 km/h (19,44 m/s) erreicht der Luftwiderstand 2000 N.
Wie finde ich die Beschleunigung zu dem Zeitpunkt, wenn der Lada so schnell "fliegt"?
a=F / m=(Fwheels – Fresist.) / m=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 m/s∙s
Wie Sie sehen können, ermöglicht Ihnen die Formel, sowohl die Beschleunigung zu finden, als auch die Kraft zu kennen, mit der die Motoren auf den Mechanismus einwirken (andere Kräfte: Wind, Wasserfluss, Gewicht usw.) und umgekehrt.
Warum Sie die Beschleunigung kennen müssen
Zunächst einmal, um die Geschwindigkeit eines beliebigen materiellen Körpers zu einem interessierenden Zeitpunkt sowie seinen Standort zu berechnen.
Angenommen, unsere „Lada Vesta“beschleunigt auf dem Mond, wo es mangels frontalem Luftwiderstand keinen Luftwiderstand gibt, dann wird ihre Beschleunigung irgendwann stabil sein. In diesem Fall ermitteln wir die Geschwindigkeit des Autos 5 Sekunden nach dem Start.
V=V0 + a ∙ t=0 + 2,53 ∙ 5=12,65 m/s
oder 12,62 ∙ 3600 / 1000=45,54 km/h
V0 – Anfangspunktgeschwindigkeit.
Und wie weit wird unser Mondauto in diesem Moment vom Start entfernt sein? Dazu verwenden Sie am einfachsten die universelle Formel zur Bestimmung der Koordinaten:
x=x0 + V0t + (at2) / 2
x=0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 52) / 2=31,63 m
x0 – InitialePunktkoordinate.
Das ist genau die Distanz, die Vesta Zeit hat, die Startlinie in 5 Sekunden zu verlassen.
Aber um die Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Punktes zu einem bestimmten Zeitpunkt zu finden, müssen in Wirklichkeit viele andere Faktoren berücksichtigt und berechnet werden. Wenn der Lada Vesta den Mond erreicht, wird das natürlich nicht so bald sein, seine Beschleunigung wird neben der Kraft des neuen Einspritzmotors nicht nur vom Luftwiderstand beeinflusst.
Bei unterschiedlichen Drehzahlen des Motors wird eine unterschiedliche Kraft abgegeben, dies berücksichtigt nicht die Anzahl der eingelegten Gänge, den Haftungskoeffizienten der Räder auf der Straße, die Steigung dieser Straße, Windgeschwindigkeit und vieles mehr.
Welche anderen Beschleunigungen gibt es noch?
Kraft kann mehr als nur den Körper dazu bringen, sich in einer geraden Linie vorwärts zu bewegen. Beispielsweise bewirkt die Schwerkraft der Erde, dass der Mond seine Flugbahn ständig so krümmt, dass er uns immer umkreist. Wirkt in diesem Fall eine Kraft auf den Mond? Ja, das ist dieselbe Kraft, die Newton mit Hilfe eines Apfels entdeckt hat - die Anziehungskraft.
Und die Beschleunigung, die es unserem natürlichen Trabanten verleiht, heißt zentripetal. Wie findet man die Beschleunigung des Mondes, wenn er umkreist?
aц=V2 / R=4π2R / T 2 wo
ac – Zentripetalbeschleunigung, m/s∙s;
V ist die Geschwindigkeit des Mondes auf seiner Umlaufbahn, m/s;
R – Bahnradius, m;
T– Umlaufzeit des Mondes um die Erde, s.
ac=4 π2 384 399 000 / 23605912=0, 002723331 m /s∙s
