Oddiy tezlanish nima? Uning paydo bo'lish sababi va formulasi. Vazifa namunasi

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-02 17:58

Harakat - bu tananing fazoviy koordinatalarini o'zgartirishni o'z ichiga olgan jismoniy jarayon. Fizikada harakatni tavsiflash uchun maxsus kattaliklar va tushunchalar qo'llaniladi, ularning asosiysi tezlanishdir. Ushbu maqolada biz bu oddiy tezlanish degan savolni o'rganamiz.

Umumiy ta'rif

Fizikadagi tezlanish ostida tezlikning oʻzgarish tezligini tushunamiz. Tezlikning o'zi vektor kinematik xarakteristikasidir. Shuning uchun tezlanishning ta'rifi nafaqat mutlaq qiymatning o'zgarishini, balki tezlik yo'nalishining o'zgarishini ham anglatadi. Formula nimaga o'xshaydi? To'liq tezlashtirish uchun a¯ quyidagicha yoziladi:

a¯=dv¯/dt

Ya'ni a¯ qiymatini hisoblash uchun berilgan momentdagi vaqtga nisbatan tezlik vektorining hosilasini topish kerak. Formuladan a¯ sekundiga metr kvadratda o'lchanishini ko'rsatadi (m/s2).

To'liq tezlanish yo'nalishi a¯ v¯ vektoriga hech qanday aloqasi yo'q. Biroq, u mos keladivektor dv¯ bilan.

Harakatlanuvchi jismlarda tezlanishning paydo boʻlishining sababi ularga taʼsir etuvchi har qanday tabiatdagi tashqi kuchdir. Agar tashqi kuch nolga teng bo'lsa, tezlashuv hech qachon sodir bo'lmaydi. Kuchning yo'nalishi tezlanish yo'nalishi a¯ bilan bir xil.

Egri chiziqli yo'l

Umumiy holatda ko'rib chiqilayotgan a¯ miqdori ikki komponentdan iborat: normal va tangensial. Ammo, birinchi navbatda, traektoriya nima ekanligini eslaylik. Fizikada traektoriya deganda jism harakat jarayonida ma'lum bir yo'l bo'ylab o'tadigan chiziq tushuniladi. Traektoriya toʻgʻri chiziq yoki egri chiziq boʻlishi mumkinligi sababli jismlarning harakati ikki turga boʻlinadi:

• toʻgʻri chiziqli;
• egri chiziqli.

Birinchi holatda tananing tezlik vektori faqat teskari tomonga o'zgarishi mumkin. Ikkinchi holda, tezlik vektori va uning mutlaq qiymati doimiy ravishda o'zgaradi.

Ma'lumki, tezlik tangensial ravishda traektoriyaga yo'n altiriladi. Bu fakt bizga quyidagi formulani kiritish imkonini beradi:

v¯=vu¯

Bu yerda u¯ birlik tangens vektori. Keyin to'liq tezlanish ifodasi quyidagicha yoziladi:

a¯=dv¯/dt=d(vu¯)/dt=dv/dtu¯ + vdu¯/dt.

Tenglikni olishda funksiyalar hosilasining hosilasini hisoblash qoidasidan foydalandik. Shunday qilib, jami tezlanish a¯ ikki komponentning yig'indisi sifatida ifodalanadi. Birinchisi, uning tangens komponenti. Ushbu maqolada uhisobga olinmaydi. Biz shuni ta'kidlaymizki, u v¯ tezlik modulining o'zgarishini tavsiflaydi. Ikkinchi atama oddiy tezlanishdir. U haqida quyida maqolada.

Oddiy nuqta tezlashishi

Ushbu tezlashtirish komponentini _{¯ sifatida loyihalash. Buning ifodasini yana yozamiz:}

a_¯=vdu¯/dt

Oddiy tezlanish tenglamasi a_{¯, agar quyidagi matematik oʻzgarishlar amalga oshirilsa, aniq yozilishi mumkin:}

a¯=vdu¯/dt=vdu¯/d l dl/dt=v²/rr_e¯.

Bu yerda l - tananing bosib o'tgan yo'li, r - traektoriyaning egrilik radiusi, r_e¯ - egrilik markaziga yo'n altirilgan birlik radius vektori. Bu tenglik bizga bu oddiy tezlanish degan savol bo'yicha muhim xulosalar chiqarishga imkon beradi. Birinchidan, u tezlik modulining o'zgarishiga bog'liq emas va v¯ ning mutlaq qiymatiga proportsionaldir, ikkinchidan, u egrilik markaziga, ya'ni ma'lum bir nuqtada tangensga normal bo'ylab yo'n altiriladi. traektoriya. Shuning uchun a¯ komponenti normal yoki markazga tortuvchi tezlanish deyiladi. Nihoyat, uchinchidan, a _{¯ egrilik radiusi r ga teskari proportsionaldir, har bir kishi uzoq va keskin burilishga kirgan mashinada yoʻlovchi boʻlganida oʻz ustida tajriba sifatida boshdan kechirgan.}

Markazga aylanuvchi va markazdan qochma kuchlar

Yuqorida har qanday sabab ta'kidlangan editezlanish kuchdir. Oddiy tezlanish traektoriyaning egrilik markaziga yo'n altirilgan umumiy tezlanishning tarkibiy qismi bo'lganligi sababli, markazga tortish kuchi bo'lishi kerak. Uning tabiatini turli misollar orqali kuzatish oson:

• Arqon uchiga bogʻlangan toshni yechish. Bu holda markazga tortish kuchi arqonning tarangligidir.
• Mashinaning uzoq burilishi. Santripetal - avtomobil shinalarining yo'l yuzasida ishqalanish kuchi.
• Sayyoralarning Quyosh atrofida aylanishi. Gravitatsion tortishish ko'rib chiqilayotgan kuch rolini o'ynaydi.

Bu misollarning barchasida markazga tortuvchi kuch toʻgʻri chiziqli traektoriyaning oʻzgarishiga olib keladi. O'z navbatida, u tananing inertial xususiyatlari bilan oldini oladi. Ular markazdan qochma kuch bilan bog'liq. Bu kuch tanaga ta'sir qilib, uni egri chiziqli traektoriyadan "tashlab yuborishga" harakat qiladi. Misol uchun, avtomobil burilish qilganda, yo'lovchilar transport vositasining eshiklaridan biriga bosiladi. Bu markazdan qochma kuchning harakati. U markazdan qochgandan farqli o'laroq, xayoliydir.

Misol muammo

Ma'lumki, bizning Yer Quyosh atrofida aylana bo'ylab aylanadi. Moviy sayyoraning normal tezlanishini aniqlash kerak.

Muammoni hal qilish uchun quyidagi formuladan foydalanamiz:

a=v2/r.

Malumot ma'lumotlaridan biz sayyoramizning chiziqli tezligi v 29,78 km/s ekanligini aniqlaymiz. Yulduzimizga r masofasi 149 597 871 km. Bularni tarjima qilishmos ravishda soniyada metr va metrda raqamlarni formulaga almashtirsak, biz javob olamiz: a=0,006 m/s2, ya'ni 0, sayyoraning tortishish tezlashuvining 06%.