Wat betekent de omvang van de versnelling: 3 feiten die u moet weten

Ontdek de betekenis achter ‘Wat betekent de omvang van de versnelling’ in onze eenvoudige en gemakkelijk te begrijpen gids.

As versnelling is gekoppeld aan snelheidsverandering, het is een vectorgrootheid die zowel grootte als richting heeft, net als snelheid. De richting laat zien hoe de snelheid verandert. Maar we zijn benieuwd wat de grootte van de versnelling betekent.

De lengte van elke vector die in de richting van de vector wijst, aangegeven door zijn eenheid, wordt magnitude genoemd. Als gevolg hiervan is de grootte van de versnelling gewoon de lengte van de versnellingsvector en is deze gericht in de richting van de versnellingsvector. Dit geldt voor elke vectorgrootheid.

→ Versnelling: een vectorgrootheid

Fysische grootheden kunnen vector of scalair van aard zijn. Fysische grootheden die puur worden gekenmerkt door hun numerieke waarde of grootte zonder rekening te houden met de richting, worden scalaire grootheden genoemd. Als het gaat om vectorgrootheden, hebben ze beide.

Laten we het nu hebben over versnelling.

Versnelling is een fysieke term die wordt gedefinieerd als de verhouding tussen snelheidsvariatie en tijd. Tijd is, zoals we weten, een scalaire grootheid met alleen grootte en geen richting. Versnelling heeft, net als snelheid, twee aspecten: grootte en richting. Omdat het delen van elke vectorhoeveelheid door elke scalaire hoeveelheid de vectorhoeveelheid oplevert. De richting van de versnellingsvector is de richting van de snelheidsverandering.

Maar laten we nu in detail kijken wat de grootte van de versnelling betekent?

De omvang van versnelling: fysieke interpretatie en wiskundige weergave: -

Overweeg een paar verschillende manieren om de grootte van de versnelling uit te drukken.

Grootte van de versnelling volgens de basisdefinitie van versnelling:

De grootte van de versnelling is niets anders dan de lengte van zijn vector. Als we de grootte van de versnelling schrijven, met andere woorden, dan geeft het aan hoe snel de snelheid varieert. De eenheid meter per seconde kwadraat in het standaard internationale (SI) systeem vertegenwoordigt de grootte van de versnelling.

Als we deze zin uitdrukken als een vergelijking, ziet deze er als volgt uit:

\mid a\mid =\frac{v_{f}-v_{i}}{\Delta t}

In deze vergelijking geeft vf de eindsnelheid van het object aan,

                          vi is de beginsnelheid en

Δt vertegenwoordigt het tijdsinterval waarin de snelheid verandert.

Stel dat een auto zoals weergegeven in de afbeelding naar het oosten rijdt en een versnelling heeft van 30 m/s2. De grootte van de versnelling van de auto is 30 m/s2 en de richting van de versnelling is oost. Als de auto nu met dezelfde snelheid naar het westen begint te rijden, zal de grootte van de versnellingsvector constant blijven, maar zijn richting zal naar het westen verschuiven.

Wat betekent de omvang van de versnelling?
Auto die rijdt met een constante snelheid van versnelling

De omvang van de versnelling volgens de tweede wet van Newton:

In de mechanica is de tweede wet van Newton cruciaal omdat deze het verband legt tussen de massa van een object en de hoeveelheid kracht die nodig is om het te versnellen. Een veel voorkomende formulering van de tweede wet van Newton is:

F = mijn

, waarin staat dat de kracht (F) die op een object wordt uitgeoefend gelijk is aan de massa (m) van het object maal zijn versnelling (a). Zo kunnen we de grootte van de versnelling schrijven

a=\frac{F}{m}

De bovenstaande vergelijking geeft aan dat hoe groter de massa van een object, hoe meer kracht er nodig is om het te versnellen. En hoe hoger de kracht, hoe groter de versnelling van het object.

Stuwkracht is bijvoorbeeld de kracht die een raket nodig heeft om de baan van de aarde te verlaten en de ruimte binnen te gaan. Om een ​​raket te lanceren, stelt de tweede bewegingswet van Newton dat de hoeveelheid stuwkracht moet worden verhoogd, waardoor de versnelling toeneemt. De hoge snelheid van de raket stelt hem uiteindelijk in staat om aan het zwaartekrachtsveld van de aarde te ontsnappen en de ruimte binnen te gaan.

De grootte van de versnelling in een cirkelvormige beweging:

In het geval van cirkelvormige beweging zijn er twee soorten snelheidscomponenten: lineair en tangentieel. Dientengevolge moeten we twee vormen van versnelling overwegen bij het beschouwen van de cirkelvormige beweging.

i) middelpuntzoekende versnelling:

Door de vele richtingsveranderingen verandert de snelheid van een deeltje in cirkelvormige beweging voortdurend. De grootte van de snelheid blijft constant terwijl de eenparige cirkelbeweging in aanmerking wordt genomen. Vanwege de continue richtingsverandering wordt het deeltje echter als versnellend beschouwd.

beeld 18
Uniforme cirkelvormige beweging

Hierdoor centripetale versnelling wordt veroorzaakt door tangentiële snelheid in plaats van tangentiële snelheid. Wanneer de tangentiële snelheid v . ist, en de afstand tot de rotatie-as is r, de grootte van de centripetale versnelling kan als volgt worden berekend:

a_{c}=\frac{v_{t}^{2}}{r}

ii) Tangentiële versnelling:

Tangentiële versnelling is de maat voor hoe snel een tangentiële snelheid varieert met de tijd in de cirkelvormige beweging van een object. De tangentiële snelheid op het bewegingspunt zal werken in de richting van een raaklijn van het pad. Als gevolg hiervan werkt het altijd loodrecht op de centripetale versnelling van een roterend object.

beeld 19
Niet-uniforme cirkelvormige beweging

Het vermenigvuldigen van de straal van een cirkelvormig pad met de hoekversnelling van het object levert de tangentiële versnelling op. Als α de hoekversnelling is en r de straal van het cirkelvormige pad, dan is de tangentiële versnelling, ( bij ), wordt berekend als:

a_t = r\alfa

De vectorsom van de middelpuntzoekende en tangentiële versnellingen geeft de totale versnellingsvector a van cirkelvormige beweging.

beeld 21
beeld 23
Totale versnelling in cirkelvormige beweging

In het geval van niet-uniforme cirkelvormige beweging, staat de totale lineaire versnellingsvector onder een hoek met de centripetale en tangentiële versnellingsvectoren, zoals geïllustreerd in figuur. Aangezien ac en at loodrecht op elkaar staan, is de grootte van de totale lineaire versnelling als volgt.

beeld 22

Grafische weergave van de omvang van de versnelling:

Zoals we hebben gezien, kan versnelling worden berekend met behulp van de volgende vergelijking:

|een| =\frac{\Delta v}{\Delta t}

We kunnen dus de versnelling berekenen uit de grafiek van snelheid versus tijd. De Y-as wordt weergegeven door snelheid omdat het een afhankelijke variabele is. En aangezien tijd een onafhankelijke variabele is, wordt deze weergegeven door de X-as.

De helling van elke grafiek is gewoon de stijging over de run of de verandering in de Y-as gedeeld door de verandering in de X-as. Dientengevolge zal de helling van de snelheid versus tijdgrafiek ons ​​versnelling geven, wat de verandering in snelheid over een bepaalde tijdsperiode is.

Als de snelheid met de tijd toeneemt, zal de helling van de grafiek positief zijn, zoals te zien is in de grafiek. De eindsnelheid van het object is groter dan de beginsnelheid als de helling positief is.

Echter, de grootte van de versnelling zal altijd positief zijn aangezien het positieve of negatieve teken de versnellingsrichting weerspiegelt in plaats van de grootte ervan.

beeld 24

Als de grootte van de versnelling nul is, zal de snelheid van het object tijdens de beweging constant zijn. De helling van een grafiek met een constante snelheid zal nul zijn, zoals weergegeven in de onderstaande grafiek.

beeld 25

Met dit bericht willen we al uw vragen over de omvang van de versnelling hebben beantwoord.

Lees ook:

Laat een bericht achter