Үдеттеуді қалай табуға болады және қандай үдеу анықтауға көмектеседі

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 05:33

Үддету - таныс сөз. Инженер емес, ол көбінесе жаңалықтар мақалалары мен мәселелерде кездеседі. Даму, ынтымақтастық және басқа да әлеуметтік процестерді жеделдету. Бұл сөздің бастапқы мағынасы физикалық құбылыстармен байланысты. Қозғалыстағы дененің үдеуін немесе автомобиль қуатының көрсеткіші ретіндегі үдеуді қалай табуға болады? Оның басқа мағыналары болуы мүмкін бе?

0 мен 100 арасында не болады (терминнің анықтамасы)

Автомобиль қуатының көрсеткіші оның нөлден жүздегенге дейінгі үдеу уақыты болып саналады. Бірақ арасында не болады? Біздің Lada Vesta-ны қарастырайық, оның 11 секунды бар.

Үдеуді табу формулаларының бірі келесідей жазылған:

a=(V₂ – V₁) / t

Біздің жағдайда:

a – үдеу, м/с∙с

V1 – бастапқы жылдамдық, м/с;

V2 – соңғы жылдамдық, м/с;

t – уақыт.

Деректерді SI жүйесіне әкелейік, атап айтқанда км/сағ м/спен қайта есептейміз:

100 км/сағ=100000 м /3600 с=27,28 м/с.

Енді сіз Калинаның үдеуін таба аласыз:

a=(27, 28 – 0) / 11=2,53 м/с∙с

Бұл сандар нені білдіреді? Секундына 2,53 метрлік үдеу әрбір секунд сайын көлік жылдамдығының 2,53 м/с артатынын көрсетеді.

Бір жерден (нөлден) бастағанда:

• бірінші секундта көлік 2,53 м/с жылдамдыққа жетеді;
• секунд үшін - 5,06 м/с дейін;
• үшінші секундтың соңына қарай жылдамдық 7,59 м/с болады, т.б.

Осылайша, қорытындылай аламыз: үдеу – уақыт бірлігіндегі нүкте жылдамдығының артуы.

Ньютонның екінші заңы, бұл оңай

Сонымен, жеделдету мәні есептеледі. Бұл жеделдету қайдан шыққанын, оның негізгі көзі неде екенін сұрайтын кез келді. Бір ғана жауап бар - күш. Дөңгелектер машинаны алға қарай итеретін күш оның үдеуіне әкеледі. Ал егер бұл күштің шамасы белгілі болса, үдеу қалай табылады? Осы екі шама мен материалдық нүктенің массасы арасындағы байланысты Исаак Ньютон белгілеген (бұл оның басына алма түскен күні болған жоқ, содан кейін ол басқа физикалық заңды ашқан).

Ал бұл заң былай жазылған:

F=m ∙ a, мұнда

F – күш, N;

м – масса, кг;

a – үдеу, м/с∙с.

Ресей автомобиль өнеркәсібінің өніміне сілтеме жасай отырып, сіз дөңгелектердің көлікті алға итеретін күшін есептей аласыз.

F=m ∙ a=1585 кг ∙ 2,53 м/с∙с=4010 N

немесе 4010 / 9,8=409 кг∙с

Бұл газ педальын босатпасаңыз, көлік дыбыс жылдамдығына жеткенше жылдамдықты арттыра береді дегенді білдіре ме? Әрине жоқ. Ол 70 км/сағ (19,44 м/с) жылдамдыққа жеткенде, ауа кедергісі 2000 N-ге жетеді.

Лада осындай жылдамдықпен «ұшатын» уақыттағы жылдамдықты қалай табуға болады?

a=F / m=(F_{дөңгелектер} – F_{қарсылық}.) / м=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 м/с∙с

Көріп отырғаныңыздай, формула қозғалтқыштардың механизмге әсер ететін күшін (басқа күштер: жел, су ағыны, салмақ және т.б.) және керісінше біле отырып, үдеуді де табуға мүмкіндік береді.

Сізге жеделдету не үшін қажет

Ең алдымен, кез келген материалдық дененің қызықты уақыт нүктесіндегі жылдамдығын, сондай-ақ оның орналасқан жерін есептеу үшін.

Біздің «Лада Веста» Айда жеделдеді делік, ол жерде оның жоқтығынан фронтальды ауа кедергісі жоқ, онда оның қандай да бір кезеңде үдеуі тұрақты болады. Бұл жағдайда көліктің жылдамдығын іске қосқаннан кейін 5 секундтан кейін анықтаймыз.

V=V₀ + a ∙ t=0 + 2,53 ∙ 5=12,65 м/с

немесе 12,62 ∙ 3600 / 1000=45,54 км/сағ

V₀ – бастапқы нүкте жылдамдығы.

Ал біздің ай көлігіміз осы сәтте старттан қанша қашықтықта болады? Мұны істеу үшін координаталарды анықтаудың әмбебап формуласын пайдаланудың ең оңай жолы:

x=x₀ + V₀t + (²) / 2

x=0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 5²) / 2=31,63 м

x₀ – бастапқынүкте координаты.

Дәл осы қашықтық Вестаның бастапқы сызығынан 5 секундта шығуға уақыты болады.

Бірақ іс жүзінде нүктенің берілген уақыт нүктесіндегі жылдамдығы мен үдеуін табу үшін шын мәнінде басқа да көптеген факторларды ескеріп, есептеу керек. Әрине, егер Lada Vesta Айға соқтығысса, бұл жақын арада болмайды, оның үдеуіне жаңа инжекторлық қозғалтқыштың қуатына қоса, ауа кедергісі ғана емес әсер етеді.

Қозғалтқыштың әртүрлі жылдамдығында ол басқа күш береді, бұл қосылған беріліс санын, дөңгелектердің жолға жабысу коэффициентін, дәл осы жолдың еңісін, жел жылдамдығы және т.б..

Тағы қандай жеделдетулер бар

Күш денені түзу сызық бойымен алға жылжытудан көп нәрсені істей алады. Мысалы, Жердің тартылыс күші Айдың ұшу жолын үнемі біздің айналамызда айналатындай етіп қисық етіп отырады. Бұл жағдайда айға әсер ететін күш бар ма? Иә, бұл Ньютон алманың көмегімен ашқан күш – тартылыс күші.

Ал оның табиғи серігімізге беретін жеделдету центрге тартқыш деп аталады. Айдың айналу кезіндегі үдеуін қалай табуға болады?

a_ц=V² / R=4π²R / T 2 ^мұнда

a_c – центрге тартқыш үдеу, м/с∙с;

V – Айдың орбитадағы жылдамдығы, м/с;

R – орбита радиусы, м;

T – Айдың Жерді айналу кезеңі, с.

a_c=4 π² 384 399 000 / 2360591^{23=0, 0027 м. /s∙s}