NEGATIEVE VERSNELLING: FORMULES, BEREKENING EN OPGELOSTE OEFENINGEN - FYSIEK - 2024

De negatieve versnelling ontstaat wanneer de verandering of variatie in snelheid over een bepaalde periode een negatief teken heeft. Observeer de hond in de afbeelding die zich vermaakt op het strand. Het zand vertraagt ​​zijn beweging, wat betekent dat er een versnelling is die tegengesteld is aan de snelheid die hij draagt.

Deze versnelling kan als negatief worden beschouwd, in tegenstelling tot snelheid, die als positief wordt vermeld. Hoewel een negatieve versnelling niet altijd een snelheidsvermindering veroorzaakt.

De hond remt met plezier in het zand. Een remversnelling kan als een negatieve versnelling worden beschouwd. Bron: Pixabay.

Bij een eendimensionale beweging wordt de voortbewegingsrichting doorgaans als positief beschouwd, dat wil zeggen de richting van de snelheid. Dit is wat eerder is overwogen: bij de hond in de figuur is de positieve richting die van de staart naar het hoofd.

Voordat de hond zijn poten in het zand liet zakken, kwam hij met een bepaalde snelheid v vooruit, dat wil zeggen positief. Dan vertraagt ​​het zand totdat het stopt, dat wil zeggen, de eindsnelheid nul.

Stel dat dit allemaal plaatsvond in een tijdsperiode Δt. De versnelling gedurende deze tijd wordt als volgt berekend:

In de bovenstaande vergelijking v> 0, Δt> 0 dan a <0, dat is een negatieve versnelling (a <0). Omdat de snelheidsrichting aan het begin als positief werd beschouwd, betekent negatieve versnelling dat de versnelling van de snelheid af wijst. Daarom wordt geconcludeerd dat:

Daarom kunnen we vaststellen dat:

• Wanneer snelheid en versnelling hetzelfde teken hebben, ongeacht welk teken, neemt de snelheid toe. In dat geval wordt de snelheid, afhankelijk van het geval, positiever of negatiever.
• Wanneer snelheid en versnelling tegengestelde tekens hebben, neemt de snelheid af.

Formules voor het berekenen van versnelling

Ongeacht het teken dat het heeft, wordt de gemiddelde versnelling a _m tussen de tijdstippen t en t 'berekend met de volgende formule:

De gemiddelde versnelling geeft globale informatie over hoe de snelheid is veranderd in het beschouwde tijdsinterval. De onmiddellijke versnelling van zijn kant biedt het detail van hoe de snelheid op elk moment verandert. Dus voor een bepaald moment t wordt de versnelling berekend met de volgende formule:

-Voorbeeld 1

Op het eerste moment t = 0,2 s heeft een object een snelheid van 3 m / s. Later, op het tijdstip t '= 0,4 s, heeft hij een snelheid van 1 m / s. Bereken de gemiddelde versnelling tussen de tijden t en t 'en interpreteer het resultaat.

Antwoord

-Voorbeeld 2

Op het eerste moment t = 0,6 s heeft een object een snelheid van -1 m / s. Vervolgens heeft hij op het tijdstip t '= 0,8 s een snelheid van -3 m / s. Bereken de gemiddelde versnelling tussen tijden t en t '. Interpreteer het resultaat.

Antwoord

Concluderend, aan het einde van het tijdsinterval werd de snelheid zelfs nog negatiever (-3m / s).

Betekent dit dat de mobiel zijn beweging vertraagt? Nee. Het minteken in de snelheid betekent alleen dat het achteruit en sneller gaat, aangezien gaan met -3 m / s sneller gaat dan met -1m / s, de snelheid die in het begin was.

De snelheid, de modulus van de snelheid, is toegenomen ondanks een negatieve versnelling. Ik bedoel, dit object versnelde. Daarom concluderen we:

-Voorbeeld 3-De verticale overgeven

Beschouw het volgende voorbeeld: een object heeft een momentane snelheid die wordt gegeven door de volgende uitdrukking, met alle eenheden in het internationale systeem:

Vind de snelheid en versnelling voor tijden 0s, 0.5s en 1.0s. Geef in elk geval aan of het object versnelt of vertraagt.

Antwoord

De snelheid op elk van de aangegeven momenten wordt gevonden door t direct in de vergelijking te substitueren. Versnelling wordt gevonden door de gegeven uitdrukking af te leiden als een functie van de tijd en vervolgens het resultaat op elk gegeven moment te evalueren.

De resultaten zijn de volgende:

De versnelling is constant en negatief voor alle bewegingen. Het is nu mogelijk om te beschrijven wat er met de mobiele telefoon is gebeurd terwijl deze beweegt.

Op tijdstip t = 0 s werd de mobiel langzamer. Dit volgt onmiddellijk omdat de snelheid positief is en de versnelling negatief.

Op het moment t = 0,5 s stopte de gsm, tenminste even was hij in rust. Het is niet onmogelijk voor een gsm om te stoppen, zelfs niet wanneer deze wordt versneld. Het meest voelbare voorbeeld is de verticale opwaartse worp.

Afgestudeerden pitchen verticaal naar hun pet. Bron: Pexels.

Wanneer een mobiel verticaal naar boven wordt geprojecteerd, weet hij een maximale hoogte te bereiken. Als de positieve richting in die zin wordt gekozen, wat bijna altijd wordt gedaan, gedurende de tijd die nodig is om dat maximale punt te bereiken, zal de mobiel een positieve snelheid hebben.

Maar de zwaartekracht is de hele tijd aanwezig geweest. En het is altijd verticaal naar beneden gericht, ongeacht of het object naar boven of naar beneden gaat. Ze slaagt er natuurlijk in om de gsm geleidelijk te laten vertragen tot hij even stilstaat.

De mobiel keert onmiddellijk zijn snelheid om en gaat terug naar de grond. In dit geval is de snelheid negatief omdat deze ook naar de grond wijst. Daarom zorgt de zwaartekracht ervoor dat de snelheid steeds meer toeneemt.

De waarde van de versnelling van de zwaartekracht is geschat op 9,8 m / s ² , die voor rekendoeleinden wordt afgerond op 10 m / s ² . Het object in het voorbeeld is mogelijk naar boven geworpen met een beginsnelheid van 5 m / s.

Ten slotte is op t = 1,0 s de snelheid van de mobiel negatief. Als het een verticale opwaartse lancering is, zonder wrijving, betekent dit dat het opnieuw door het startpunt gaat, maar deze keer gaat het naar beneden in plaats van naar boven.

Kortom, een negatieve versnelling betekent niet noodzakelijk dat de mobiele telefoon langzamer gaat werken. Integendeel, de gsm zou sneller en sneller kunnen gaan. Het is een kwestie van opletten of de tekenen van snelheid en versnelling hetzelfde zijn of niet.

Referenties

1. Walker, J. 2010. Physics. Vierde druk. Addison Wesley. 26-30.