Karakteristik Gerakan Burkasial yang Dipercepat Secara Seragam, Formula

Dia Gerakan bujursangkar yang dipercepat secara seragam Itu adalah orang yang melewati garis lurus dan di mana ponsel meningkatkan atau mengurangi kecepatannya pada tingkat yang konstan. Laju ini adalah besarnya yang menggambarkan ritme dengan kecepatan yang berubah dan disebut percepatan.

Dalam kasus gerakan bubitan yang dipercepat atau bervariasi secara seragam (MRUV), akselerasi konstan bertanggung jawab untuk mengubah besarnya kecepatan. Dalam jenis gerakan lain, akselerasi juga dapat mengubah arah dan rasa kecepatan, atau bahkan mengubah arah, seperti pada gerakan melingkar yang seragam.

Gambar 1. Gerakan yang dipercepat adalah yang paling sering. Sumber: Pixabay.

Karena percepatan mewakili perubahan kecepatan dari waktu ke waktu, unit -unitnya dalam sistem internasional adalah M/S² (meter pada detik kuadrat). Seperti kecepatan, akselerasi dapat diberikan tanda positif atau negatif, karena kecepatan meningkat atau berkurang.

Akselerasi mengatakan +3 m/s² Itu berarti bahwa untuk setiap detik yang berlalu, kecepatan seluler meningkat 3 m/s. Jika pada awal gerakan (pada t = 0) kecepatan seluler adalah +1 m/s, maka setelah detik akan menjadi 4 m/s dan setelah 2 detik akan menjadi 7 m/s.

Dalam pergerakan bujursangkar yang bervariasi secara seragam, variasi kecepatan yang dipertimbangkan oleh pengalaman setiap objek seluler. Ini adalah model yang lebih realistis daripada gerakan seragam bujursangkar yang seragam. Masih masih sangat terbatas, karena membatasi ponsel untuk bepergian hanya dengan garis lurus.

[TOC]

Karakteristik

Ini adalah karakteristik utama dari gerakan bujursangkar yang dipercepat secara seragam:

-Gerakan selalu melewati garis lurus.

-Akselerasi ponsel konstan, baik dalam besarnya maupun dalam arah dan makna.

-Kecepatan seluler meningkat (atau berkurang) linier.

-Sejak akselerasi ke tetap konstan dari waktu ke waktu T, Grafik besarnya sebagai fungsi waktu adalah garis lurus. Dalam contoh yang ditunjukkan pada Gambar 2, garis berwarna biru dan nilai akselerasi dibaca pada sumbu vertikal, sekitar +0.68 m/s².

Gambar 2. Grafik percepatan sesuai waktu untuk gerakan bujursangkar yang bervariasi secara seragam. Sumber: Wikimedia Commons.

-Bagan kecepatan v tentang T Ini adalah garis lurus (berwarna hijau pada Gambar 3), yang kemiringannya setara dengan akselerasi seluler. Dalam contoh kemiringannya positif.

Itu dapat melayani Anda: boron nitride (bn): struktur, sifat, mendapatkan, menggunakan Gambar 3. Grafik Kecepatan Berdasarkan Waktu untuk Gerakan Burkasial yang Bervariasi Secara Seragam. Sumber: Wikimedia Commons.

-Potongan dengan sumbu vertikal menunjukkan kecepatan awal, dalam hal ini 0.4 m/s.

-Akhirnya grafik posisi x versus waktu adalah kurva yang ditunjukkan dengan warna merah pada Gambar 4, yang selalu merupakan perumpamaan.

Gambar 4. Grafik posisi berdasarkan waktu untuk gerakan bujursangkar yang bervariasi secara seragam. Sumber: Modifikasi Wikimedia Commons.

Jarak yang ditempuh dari grafik v vs. T

Dengan memiliki grafik v vs. t, perhitungan jarak yang ditempuh oleh ponsel sangat mudah. Jarak yang ditempuh setara dengan area di bawah garis yang termasuk dalam interval waktu yang diinginkan.

Dalam contoh yang ditunjukkan, misalkan Anda ingin tahu jarak yang ditempuh oleh ponsel antara 0 dan 1 detik. Dengan menggunakan grafik ini, lihat Gambar 5.

Gambar 5. Grafik untuk menghitung jarak yang ditempuh oleh ponsel. Sumber: Modifikasi Wikimedia Commons.

Jarak yang dicari secara numerik setara dengan area trapesium teduh pada Gambar 3. Area trapesium diberikan oleh: (Basis utama + basis minor) x Tinggi/2

Jarak ditempuh = (0.4 + 1.05) x 1/2 m = 0.725 m

Dimungkinkan juga untuk membagi area yang diarsir menjadi segitiga dan persegi panjang, menghitung area yang sesuai dan menambahkannya. Jarak yang ditempuh positif, bahkan jika partikel pergi ke kanan atau ke kiri.

Rumus dan Persamaan

Baik akselerasi rata -rata dan akselerasi instan memiliki nilai yang sama di MRUV, oleh karena itu:

-Percepatan: ke = konstan

Ketika akselerasi sama dengan 0 gerakan seragam bubur, karena kecepatan akan konstan dalam kasus ini. Tanda ke Itu bisa positif atau negatif.

Karena akselerasi adalah kemiringan garis V versus t, persamaan V (t) adalah:

-Kecepatan tergantung waktu: v (t) = v_{salah satu} + PADA

Di mana v_{salah satu} Itu adalah nilai kecepatan seluler awal

-Posisi tergantung waktu: x (t) = x_{salah satu} + v_{salah satu} T +½at² 

Ketika waktu tidak tersedia, tetapi sebaliknya ada kecepatan dan perpindahan, ada persamaan yang sangat berguna yang diperoleh dengan membersihkan waktu v (t) = v_{salah satu} + PADA dan menggantinya dalam persamaan terakhir. Adalah tentang:

Dapat melayani Anda: energi potensial: karakteristik, jenis, perhitungan, dan contoh

-Persamaan yang tidak mengandung waktu: v² = v_{salah satu}² +2.ke.ΔX

Latihan terpecahkan

Saat menyelesaikan latihan kinematika, penting untuk memastikan bahwa situasi yang diusulkan beradaptasi dengan model yang akan digunakan. Misalnya, persamaan gerakan bubur seragam tidak berlaku untuk gerakan yang dipercepat.

Dan gerakan yang dipercepat tidak berlaku untuk gerakan melingkar atau lengkung, misalnya. Latihan pertama yang diselesaikan di bawah ini menggabungkan dua ponsel dengan gerakan yang berbeda. Untuk menyelesaikannya dengan benar, perlu pergi ke model gerakan yang sesuai.

-Latihan diselesaikan 1

Untuk mengetahui kedalaman sumur, seorang anak menjatuhkan koin dan pada saat yang sama mengaktifkan stopwatchnya, yang berhenti tepat ketika mendengarkan kudeta mata uang terhadap air. Bacaannya adalah 2.5 detik. Mengetahui bahwa kecepatan suara di udara adalah 340 m/s, hitung kedalaman sumur.

Larutan

Menjadi H Kedalaman sumur. Mata uang menempuh jarak ini dalam jatuh bebas, gerakan vertikal yang bervariasi secara seragam, dengan kecepatan awal 0, karena mata uang dijatuhkan, dan akselerasi konstan turun sama dengan 9.8 m/s². Luangkan waktu T_M Dalam melakukan ini.

Setelah mata uang bertabrakan dengan air, suara yang disebabkan oleh klik bergerak ke telinga anak, yang menghentikan stopwatch saat mendengarkannya. Tidak ada alasan untuk percaya bahwa kecepatan suara berubah saat memanjat sumur, sehingga gerakan suara seragam bujursangkar. Suara membutuhkan waktu T_S Untuk mencapai anak itu.

Persamaan Gerakan untuk Mata Uang:

H = ½.G.T_M ² = 4.9 t_M ²

Dimana mereka telah diganti X Dan ke dari persamaan untuk posisi yang diberikan pada bagian sebelumnya, oleh H Dan G.

Persamaan Gerakan Suara:

h = v_S . T_S = 340 t_S

Ini adalah persamaan yang akrab Jarak = kecepatan x waktu. Dengan dua persamaan ini ada tiga yang tidak diketahui: H, TM dan TS. Untuk saat -saat ada hubungan, diketahui bahwa semuanya membutuhkan waktu 2.5 detik terjadi, oleh karena itu:

T_M + T_S = 2.5 s

Menyamakan kedua persamaan:

4.9 t_M ² = 340 t_S

Membersihkan salah satu waktu dan mengganti:

4.9 t_M ²= 340.(2.5 - t_M)

Saat mengembangkan istilah hak dan transposing yang diperolehnya:

Dapat melayani Anda: bidikan vertikal: formula, persamaan, contoh

4.9 t_M ²+340 t_M - 850 = 0

Ini adalah persamaan tingkat kedua dengan dua solusi: 2.416 dan -71.8. Solusi positif dipilih, yang merupakan yang masuk akal, karena waktu tidak bisa negatif dan dalam hal apa pun itu harus kurang dari 2.5 detik. Untuk saat ini diperoleh dengan mengganti kedalaman sumur:

4.9 t_M ²= 4.9 x 2.416² M = 28.6 m

-Latihan diselesaikan 2

Mobil yang bepergian dengan kecepatan 90 km/jam mendekati jalan transversal dengan lampu lalu lintas. Saat 70 m di sana, lampu kuning dinyalakan, yang durasinya 4 detik. Jarak antara lampu lalu lintas dan sudut berikutnya adalah 50 m.

Pengemudi memiliki dua opsi ini: a) berdiri di - 4 m/s² atau b) percepatan pada + 2 m/s². Manakah dari dua opsi yang memungkinkan pengemudi untuk menghentikan atau melintasi seluruh jalan sebelum lampu berubah menjadi merah?

Larutan

Posisi awal pengemudi adalah x = 0 tepat ketika dia melihat lampu kuning. Penting untuk mengonversi unit dengan benar: 90 km/jam sama dengan 25 m/s.

Menurut opsi a), dalam 4 detik lampu kuning bertahan, pengemudi bepergian:

x (t) = v_{salah satu} T +½at²= 25.4 -½.(-4).4²M = 68 m (2 meter sebelum lampu lalu lintas)

Analisis opsi b) Anda memiliki:

x (t) = v_{salah satu} T +½at²= 25.T +½.2.T²

Sementara lampu kuning berlangsung, pengemudi bergerak dengan cara ini:

x = 25.4 +½.2.4²M = 116 m

Tetapi 116 m kurang dari jarak yang tersedia untuk mencapai sudut berikutnya, yaitu 70 + 50 m = 120 m, oleh karena itu gagal melintasi seluruh jalan sebelum lampu merah dihidupkan. Tindakan yang disarankan adalah berhenti dan tinggal 2 meter dari lampu lalu lintas.

Aplikasi

Setiap hari orang mengalami efek akselerasi: ketika mereka bepergian dengan mobil atau bus, karena mereka terus -menerus perlu berhenti dan mempercepat untuk menyesuaikan pawai ke hambatan jalan. Akselerasi juga berpengalaman saat naik atau turun di lift.

Taman yang menyenangkan adalah situs di mana orang membayar untuk mengalami efek percepatan dan bersenang -senang.

Di alam, gerakan bujursangkar yang bervariasi secara seragam diamati ketika suatu objek dijatuhkan secara bebas, atau ketika dilemparkan secara vertikal dan diharapkan kembali ke tanah. Jika resistensi udara dihina, nilai akselerasi adalah gravitasi: 9.8 m/s2.

Referensi

1. Bauer, w. 2011. Fisika untuk Teknik dan Ilmu Pengetahuan. Volume 1. MC Graw Hill.40-45.
2. Figueroa, d. Seri Fisik untuk Sains dan Teknik. Volume 3. Edisi. Kinematika. 69-85.
3. Giancoli, d.  Fisika: Prinsip dengan aplikasi. 6^th. Ed Prentice Hall. 19-36.
4. Hewitt, Paul. 2012. Ilmu Fisik Konseptual. 5^th. Ed. Pearson. 14-18.
5. Kirkpatrick, l. 2007. Fisika: Pandangan Dunia. 6^ta Edisi Singkat. Pembelajaran Cengage. 15-19.
6. Wilson, J. 2011. Fisika 10. Pendidikan Pearson. 116-119