NEGATIVE BESCHLEUNIGUNG: FORMELN, BERECHNUNGEN UND GELÖSTE ÜBUNGEN - KÖRPERLICH - 2025

Die negative Beschleunigung entsteht, wenn die Änderung oder Änderung der Geschwindigkeit über einen bestimmten Zeitraum ein negatives Vorzeichen hat. Beobachten Sie den Hund auf dem Bild, der Spaß am Strand hat. Der Sand verlangsamt seine Bewegung, was bedeutet, dass es eine Beschleunigung gibt, die der Geschwindigkeit, die er trägt, entgegengesetzt ist.

Diese Beschleunigung kann als negativ angesehen werden, im Gegensatz zur Geschwindigkeit, die als positiv angegeben wird. Obwohl nicht immer eine negative Beschleunigung eine Geschwindigkeitsreduzierung bewirkt.

Der Hund hat Spaß beim Bremsen im Sand. Eine Bremsbeschleunigung kann als negative Beschleunigung angesehen werden. Quelle: Pixabay.

Bei einer eindimensionalen Bewegung wird die Vorschubrichtung im Allgemeinen als positiv angenommen, dh die Geschwindigkeitsrichtung. Dies wurde bereits berücksichtigt: Beim Hund in der Abbildung ist die positive Richtung diejenige, die vom Schwanz zum Kopf verläuft.

Bevor der Hund seine Pfoten in den Sand versenkte, kam er mit einer bestimmten Geschwindigkeit v vorwärts, das heißt positiv. Dann verlangsamt sich der Sand bis zum Anschlag, dh bis zur Endgeschwindigkeit Null.

Angenommen, all dies geschah in einem Zeitraum Δt. Die Beschleunigung während dieser Zeit wird wie folgt berechnet:

In der obigen Gleichung v> 0 ist Δt> 0 dann a <0, dh negative Beschleunigung (a <0). Da die Geschwindigkeitsrichtung zu Beginn als positiv angenommen wurde, bedeutet negative Beschleunigung, dass die Beschleunigung von der Geschwindigkeit weg zeigt. Daher wird der Schluss gezogen, dass:

Deshalb können wir Folgendes feststellen:

• Wenn Geschwindigkeit und Beschleunigung unabhängig von dem Vorzeichen dasselbe Vorzeichen haben, erhöht sich die Geschwindigkeit. In einem solchen Fall wird die Geschwindigkeit je nach Fall positiver oder negativer.
• Wenn Geschwindigkeit und Beschleunigung entgegengesetzte Vorzeichen haben, nimmt die Geschwindigkeit ab.

Formeln zur Berechnung der Beschleunigung

Unabhängig vom Vorzeichen wird die durchschnittliche Beschleunigung a _m zwischen den Zeitpunkten t und t 'nach folgender Formel berechnet:

Die durchschnittliche Beschleunigung liefert globale Informationen darüber, wie sich die Geschwindigkeit im betrachteten Zeitintervall geändert hat. Die momentane Beschleunigung bietet ihrerseits die Möglichkeit, wie sich die Geschwindigkeit in jedem Moment ändert. Für einen gegebenen Zeitpunkt t wird die Beschleunigung nach der folgenden Formel berechnet:

-Beispiel 1

Zum Anfangszeitpunkt t = 0,2 s hat ein Objekt eine Geschwindigkeit von 3 m / s. Später, zum Zeitpunkt t '= 0,4 s, hat es eine Geschwindigkeit von 1 m / s. Berechnen Sie die mittlere Beschleunigung zwischen den Zeiten t und t 'und interpretieren Sie das Ergebnis.

Antworten

-Beispiel 2

Zum Anfangszeitpunkt t = 0,6 s hat ein Objekt eine Geschwindigkeit von -1 m / s. Anschließend hat es zum Zeitpunkt t '= 0,8 s eine Geschwindigkeit von -3 m / s. Berechnen Sie die mittlere Beschleunigung zwischen den Zeiten t und t '. Interpretieren Sie das Ergebnis.

Antworten

Zusammenfassend wurde die Geschwindigkeit am Ende des Zeitintervalls noch negativer (-3 m / s).

Bedeutet dies, dass das Handy seine Bewegung verlangsamt? Nein. Das Minuszeichen in der Geschwindigkeit bedeutet nur, dass es rückwärts und schneller fährt, da es mit -3 m / s schneller ist als mit -1 m / s, der Geschwindigkeit, die am Anfang war.

Die Geschwindigkeit, die der Modul der Geschwindigkeit ist, hat trotz negativer Beschleunigung zugenommen. Ich meine, dieses Objekt hat sich beschleunigt. Daraus schließen wir:

-Beispiel 3 -Das vertikale Kotzen

Betrachten Sie das folgende Beispiel: Ein Objekt hat eine momentane Geschwindigkeit, die durch den folgenden Ausdruck mit allen Einheiten im internationalen System gegeben ist:

Finden Sie die Geschwindigkeit und Beschleunigung für die Zeiten 0s, 0.5s und 1.0s. Geben Sie in jedem Fall an, ob das Objekt beschleunigt oder verlangsamt.

Antworten

Die Geschwindigkeit zu jedem der angegebenen Zeitpunkte wird durch Einsetzen von t direkt in die Gleichung ermittelt. Die Beschleunigung wird gefunden, indem der gegebene Ausdruck als Funktion der Zeit abgeleitet und dann das Ergebnis zu jeder der gegebenen Zeiten ausgewertet wird.

Die Ergebnisse sind die folgenden:

Die Beschleunigung ist für alle Bewegungen konstant und negativ. Es ist jetzt möglich zu beschreiben, was mit dem Handy passiert ist, während es sich bewegt.

Zum Zeitpunkt t = 0 s wurde das Mobiltelefon langsamer. Dies folgt sofort, da die Geschwindigkeit positiv und die Beschleunigung negativ ist.

Zum Zeitpunkt t = 0,5 s hielt das Mobiltelefon an, zumindest vorübergehend war es in Ruhe. Es ist nicht unmöglich, dass ein Mobiltelefon anhält, selbst wenn es beschleunigt wird. Das greifbarste Beispiel ist der vertikale Wurf nach oben.

Die Absolventen neigen sich vertikal zu ihren Kappen. Quelle: Pexels.

Wenn ein Mobiltelefon vertikal nach oben projiziert wird, erreicht es eine maximale Höhe. Wenn die positive Richtung in diesem Sinne gewählt wird, was fast immer der Fall ist, hat das Mobiltelefon während der Zeit, die benötigt wird, um diesen Maximalpunkt zu erreichen, eine positive Geschwindigkeit.

Aber die Schwerkraft war die ganze Zeit da. Und es ist immer vertikal nach unten gerichtet, egal ob das Objekt nach oben oder unten geht. Natürlich gelingt es ihr, das Handy allmählich langsamer zu machen, bis es für einen Moment anhält.

Das Handy kehrt sofort seine Geschwindigkeit um und fährt zurück zum Boden. In diesem Fall ist die Geschwindigkeit negativ, da sie auch zum Boden zeigt. Daher nimmt die Geschwindigkeit durch die Schwerkraft immer mehr zu.

Der Wert der Erdbeschleunigung wurde auf 9,8 m / s ² geschätzt , der zu Berechnungszwecken auf 10 m / s ² gerundet wird . Das Objekt im Beispiel wurde möglicherweise mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 5 m / s nach oben geworfen.

Schließlich ist bei t = 1,0 s die Geschwindigkeit des Mobiltelefons negativ. Wenn es sich um einen vertikalen Start nach oben handelt, bedeutet dies, dass es ohne Reibung wieder durch den Startpunkt geht, diesmal jedoch nach unten und nicht nach oben.

Zusammenfassend bedeutet eine negative Beschleunigung nicht unbedingt, dass das Mobiltelefon langsamer wird. Im Gegenteil, das Handy könnte immer schneller fahren. Es geht darum, darauf zu achten, ob die Zeichen für Geschwindigkeit und Beschleunigung gleich sind oder nicht.

Verweise

1. Walker, J. 2010. Physik. Vierte Edition. Addison Wesley. 26-30.