Aceleração é uma palavra familiar. Não é um engenheiro, na maioria das vezes aparece em artigos e edições de notícias. Aceleração do desenvolvimento, cooperação e outros processos sociais. O significado original desta palavra está ligado a fenômenos físicos. Como encontrar a aceleração de um corpo em movimento, ou aceleração como indicador da potência do carro? Pode ter outros significados?
O que acontece entre 0 e 100 (definição do termo)
Indicador da potência do carro é considerado o tempo de sua aceleração de zero a centenas. Mas o que acontece no meio? Considere nosso Lada Vesta com seus 11 segundos reivindicados.
Uma das fórmulas para encontrar a aceleração é escrita da seguinte forma:
a=(V2 – V1) / t
No nosso caso:
a – aceleração, m/s∙s
V1 – velocidade inicial, m/s;
V2 – velocidade final, m/s;
t – hora.
Vamos trazer os dados para o sistema SI, ou seja, km/h vamos recalcular em m/s:
100 km/h=100.000 m /3600 s=27,28 m/s.
Agora você pode encontrar a aceleração do Kalina:
a=(27, 28 – 0) / 11=2,53 m/s∙s
O que esses números significam? Uma aceleração de 2,53 metros por segundo por segundo indica que para cada segundo a velocidade do carro aumenta 2,53 m/s.
Ao começar de um lugar (do zero):
- no primeiro segundo o carro acelerará a uma velocidade de 2,53 m/s;
- para o segundo - até 5,06 m/s;
- ao final do terceiro segundo, a velocidade será de 7,59 m/s, etc.
Assim, podemos resumir: aceleração é um aumento na velocidade de um ponto por unidade de tempo.
Segunda lei de Newton, é fácil
Então, o valor da aceleração é calculado. É hora de perguntar de onde vem essa aceleração, qual é sua fonte primária. Há apenas uma resposta - força. É a força com que as rodas empurram o carro para a frente que o faz acelerar. E como encontrar a aceleração se a magnitude dessa força é conhecida? A relação entre essas duas quantidades e a massa de um ponto material foi estabelecida por Isaac Newton (isso não aconteceu no dia em que uma maçã caiu em sua cabeça, então ele descobriu outra lei da física).
E esta lei está escrita assim:
F=m ∙ a, onde
F – força, N;
m – massa, kg;
a – aceleração, m/s∙s.
Referindo-se ao produto da indústria automobilística russa, você pode calcular a força com que as rodas empurram o carro para frente.
F=m ∙ a=1585 kg ∙ 2,53 m/s∙s=4010 N
ou 4010/9,8=409 kg∙s
Isso significa que se você não soltar o pedal do acelerador, o carro vai ganhar velocidade até atingir a velocidade do som? Claro que não. Já quando atinge a velocidade de 70 km/h (19,44 m/s), o arrasto do ar chega a 2000 N.
Como encontrar a aceleração no momento em que o Lada "voa" a tal velocidade?
a=F / m=(Frodas – Fresist.) / m=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 m/s∙s
Como você pode ver, a fórmula permite encontrar tanto a aceleração, sabendo a força com que os motores atuam no mecanismo (outras forças: vento, fluxo de água, peso, etc.), e vice-versa.
Por que você precisa saber a aceleração
Primeiro de tudo, para calcular a velocidade de qualquer corpo material em um momento de interesse, bem como sua localização.
Suponha que nosso "Lada Vesta" acelere na Lua, onde não há resistência do ar frontal devido à sua ausência, então sua aceleração em algum momento será estável. Neste caso, determinamos a velocidade do carro 5 segundos após a largada.
V=V0 + a ∙ t=0 + 2,53 ∙ 5=12,65 m/s
ou 12,62 ∙ 3600 / 1000=45,54 km/h
V0 – velocidade inicial do ponto.
E a que distância da largada estará nosso carro lunar neste momento? Para fazer isso, a maneira mais fácil é usar a fórmula universal para determinar as coordenadas:
x=x0 + V0t + (at2) / 2
x=0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 52) / 2=31,63 m
x0 – inicialcoordenada do ponto.
Esta é exatamente a distância que Vesta terá tempo para sair da linha de partida em 5 segundos.
Mas, na verdade, para encontrar a velocidade e a aceleração de um ponto em um determinado ponto no tempo, na realidade é necessário levar em consideração e calcular muitos outros fatores. Claro que, se o Lada Vesta atingir a lua, não será em breve, sua aceleração, além da potência do novo motor de injeção, é afetada não apenas pela resistência do ar.
Em diferentes velocidades do motor, ele dá um esforço diferente, isso sem levar em conta o número da marcha engatada, o coeficiente de aderência das rodas à estrada, a inclinação dessa mesma estrada, velocidade do vento e muito mais.
Quais outras acelerações existem
A força pode fazer mais do que apenas fazer o corpo avançar em linha reta. Por exemplo, a força da gravidade da Terra faz com que a Lua curve constantemente sua trajetória de voo de tal forma que ela sempre circule ao nosso redor. Existe uma força agindo na lua neste caso? Sim, esta é a mesma força que foi descoberta por Newton com a ajuda de uma maçã - a força de atração.
E a aceleração que dá ao nosso satélite natural é chamada centrípeta. Como encontrar a aceleração da Lua enquanto ela orbita?
aц=V2 / R=4π2R / T 2 onde
ac – aceleração centrípeta, m/s∙s;
V é a velocidade da Lua em sua órbita, m/s;
R – raio da órbita, m;
T– período da revolução da Lua em torno da Terra, s.
ac=4 π2 384 399 000 / 23605912=0, 002723331 m /s∙s
