的负的加速度产生时在一段时间的变化速度或变化具有一个负号。观察图像中的狗在海滩上玩耍。沙子减慢了他的运动速度,这意味着加速度与他所携带的速度相反。
与被称为正的速度相反,该加速度可以被认为是负的。尽管负加速度并不总是导致速度降低。
这只狗在沙滩上刹车很有趣。制动加速度可以视为负加速度。资料来源:
在一维运动中,通常将前进方向视为正方向,即速度方向。这是以前已经考虑过的:在图中的狗中,正方向是从尾巴到头部的方向。
在将其爪子下沉到沙子中之前,狗以一定的速度v前进,即为正。然后,沙子减速直到停止,即最终速度为零。
假设所有这些都发生在时间段Δt中。在这段时间内的加速度将计算如下:
在上面的等式v> 0中,Δt> 0则a <0,即负加速度(a <0)。由于开始时的速度方向为正,因此负加速度表示加速度指向速度之外。因此得出结论:
因此,我们可以确定:
- 当速度和加速度具有相同的符号时,无论哪个符号,速度都会增加。在这种情况下,根据情况,速度变得更正或更负。
- 当速度和加速度的符号相反时,速度降低。
计算加速度的公式
不管其具有什么符号,时刻t和t'之间的平均加速度a m均由以下公式计算:
平均加速度提供有关在所考虑的时间间隔内速度如何变化的全局信息。就其本身而言,瞬时加速度提供了速度在每个时刻如何变化的详细信息。因此,对于给定的时刻t,加速度通过以下公式计算:
例子1
在初始时刻t = 0.2 s,物体的速度为3 m / s。后来,在t'= 0.4 s的瞬间,它的速度为1 m / s。计算时间t和t'之间的平均加速度并解释结果。
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例子2
在初始时刻t = 0.6 s,物体的速度为-1 m / s。随后在t'= 0.8 s的瞬间,它的速度为-3 m / s。计算时间t和t'之间的平均加速度。解释结果。
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总之,在时间间隔结束时,速度变得更加负(-3m / s)。
这是否意味着手机会减慢其运动速度?否。速度中的减号仅表示速度向后且更快,因为以-3 m / s的速度比以-1m / s的速度(开始时的速度)快。
尽管具有负加速度,但作为速度模数的速度已经增加。我的意思是,这个对象加速了。因此,我们得出以下结论:
例3-垂直投掷
请考虑以下示例:一个对象具有由以下表达式给出的瞬时速度,并且国际系统中的所有单位:
找到时间0s,0.5s和1.0s的速度和加速度。在每种情况下,指示物体是在加速还是在减速。
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通过直接将t代入方程,可以得出每个所示时刻的速度。通过推导给定的表达式作为时间的函数,然后在每个给定的时间评估结果来发现加速度。
结果如下:
加速度是恒定的,对所有运动都是负的。现在可以描述移动台发生了什么变化。
在时间t = 0 s时,移动设备正在减速。由于速度为正而加速度为负,因此会立即执行。
在t = 0.5 s的瞬间,移动台停止了,至少是暂时停止了。移动设备即使加速也不会停止。最明显的例子是垂直向上投掷。
毕业生朝他们的帽子垂直倾斜。资料来源:Pexels。
当移动电话垂直向上投影时,它设法达到最大高度。如果从这种意义上选择正方向(几乎总是这样做),则在达到最大点所需的时间内,移动台将具有正速度。
但是重力一直存在。无论物体是向上还是向下,它始终垂直向下。自然,她成功地使移动装置逐渐减速,直到其停止一会。
移动设备立即反转其速度并回到地面。在这种情况下,速度为负,因为它也指向地面。因此,重力导致速度越来越高。
重力加速度的值估计为9.8 m / s 2,出于计算目的,将其舍入为10 m / s 2。示例中的对象很可能已经以5 m / s的初始速度向上抛出。
最后,在t = 1.0 s时,移动台的速度为负。如果是垂直向上发射,则在没有摩擦的情况下,这意味着它再次通过起点,但是这次是向下而不是向上。
总之,负加速度并不一定意味着移动台正在减速。相反,移动设备的运行速度可能会越来越快。要注意速度和加速度的符号是否相同。
参考文献
- Walker,J.,2010年。《物理学》。第四版。艾迪生·韦斯利(Addison Wesley)。 26-30。