Formule di accelerazione negativa, calcolo ed esercizi risolti

IL accelerazione negativa Si presenta quando la variazione o la variazione della velocità per un periodo di tempo ha un segno negativo. Nota l'immagine dell'immagine che si diverte sulla spiaggia. La sabbia rallenta il suo movimento, il che significa che esiste un'accelerazione opposta alla velocità che porta.

Questa accelerazione può essere considerata negativa, al contrario della velocità, che è stabilita come positiva. Sebbene non sempre un'accelerazione negativa provoca una riduzione della velocità.

Il cane si diverte nella sabbia. Un'accelerazione della frenata può essere considerata come accelerazione negativa. Fonte: Pixabay.

In un movimento unidimensionale, la direzione anticipata viene generalmente presa come positiva, cioè la direzione della velocità. Questo è ciò che è stato considerato in precedenza: nel cane della figura la direzione positiva è quella che va dalla coda verso la testa.

Prima di affondare le gambe nella sabbia, il cane è arrivato con un po 'di velocità v in avanti, questo è positivo. Quindi la sabbia diminuisce la sua velocità fino a quando non si ferma, cioè, zero velocità finale.

Supponiamo che tutto ciò sia accaduto in un periodo di tempo Δt. L'accelerazione durante questo periodo verrà calcolata come segue:

A = (0 - v) ÷ Δt

Nell'equazione precedente v> 0, Δt> 0 quindi < 0, es decir aceleración negativa (A < 0). Poiché la direzione della velocità all'inizio è stata presa come positiva, l'accelerazione negativa significa che i punti di accelerazione nell'opposto della velocità. Pertanto si è concluso che:

A condizione che l'accelerazione di un corpo in movimento punti nella direzione contraria alla velocità, il corpo frenerà o decelerà.

Pertanto possiamo stabilire che:

• Quando la velocità e l'accelerazione hanno lo stesso segno, indipendentemente da qualunque cosa sia, la velocità aumenta. In questo caso, la velocità diventa più positiva o più negativa, a seconda del caso.
• Quando la velocità e l'accelerazione hanno segni opposti, la velocità diminuisce.

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Formule per calcolare l'accelerazione

Indipendentemente dal segno, l'accelerazione media A_M Tra i momenti T E T '  È calcolato dalla seguente formula:

Puoi fare a meno della notazione vettoriale, poiché continuiamo a supporre che il movimento sia unico.

L'accelerazione media fornisce informazioni globali su come la velocità è variata nell'intervallo di tempo considerato. Da parte sua, l'accelerazione istantanea offre i dettagli di come cambia la velocità in ogni momento. Quindi, per un determinato momento, l'accelerazione viene calcolata dalla seguente formula:

In altre parole, l'accelerazione è il tasso di cambio o prima derivata dalla velocità a seconda del tempo. Entrambe le equazioni sono valide indipendentemente dal segno di accelerazione.

-Esempio 1

Al momento iniziale t = 0,2 s un oggetto ha velocità 3 m/s. Successivamente istantaneo t '= 0,4 s ha una velocità di 1 m/s. Calcola l'accelerazione media tra i momenti t e t 'e interpreta il risultato.

Risposta

 Poiché la velocità all'inizio del movimento è maggiore della velocità alla fine dell'intervallo considerato, l'oggetto ha rallentato nel periodo di tempo tra il momento iniziale e finale. Cioè, l'oggetto si è fermato.

-Esempio 2

Al momento iniziale t = 0,6 s un oggetto ha velocità -1 m/s. Istantaneo successivo t '= 0,8 s ha una velocità di -3 m/s. Calcola l'accelerazione media tra i momenti T e T '. Interpretare il risultato.

Risposta

 In questo caso, è stata ottenuta anche l'accelerazione negativa. Ma al momento iniziale la velocità era anche negativa. Nel periodo di 0,2 s la velocità ha subito una diminuzione di (-10 m/s²)*0.2 = -2 m/s.

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In conclusione, alla fine dell'intervallo di tempo la velocità è diventata ancora più negativa (-3m/s).

Questo significa che il cellulare rallenta il suo movimento? NO. Meno accesso alla velocità significa solo che torna indietro e più veloce, poiché andare a -3 m/s è affrettarsi rispetto a -1m/s, la velocità che era all'inizio.

La velocità, che è il modulo di velocità, è aumentata nonostante abbia un'accelerazione negativa. Cioè, questo oggetto ha accelerato. Pertanto concludiamo:

A condizione che l'accelerazione di un corpo in movimento in parallelo alla velocità, il corpo accelererà.

-Esempio 3-Il lancio verso l'alto

Considera il seguente esempio: un oggetto ha una velocità istantanea data dalla seguente espressione, con tutte le unità nel sistema internazionale:

V (t) = 5 - 10T

Trova la velocità e l'accelerazione per momenti 0s, 0,5 se 1,0. In ogni caso indicano se l'oggetto accelera o decelera.

Risposta

La velocità in ciascuno degli istanti indicati sta sostituendo T direttamente nell'equazione. L'accelerazione sta derivando l'espressione data in funzione del tempo e quindi valutando il risultato in ciascuno dei tempi dati.

I risultati sono i seguenti:

L'accelerazione è costante e negativa per l'intero movimento. Ora è possibile descrivere ciò che è accaduto con il cellulare mentre si muove.

Al momento t = 0 s il cellulare si fermava. Ciò segue immediatamente poiché la velocità è positiva e l'accelerazione è negativa.

Al momento t = 0.5 S Il cellulare si è fermato, almeno momentaneamente era a riposo. Non è impossibile per un cellulare fermarsi anche quando è accelerato. L'esempio più palpabile è al lancio verso l'alto.

Può servirti: sottrazione vettoriale: metodo grafico, esempi, eserciziI laureati si lanciano verticalmente verso i loro birites. Fonte: Pexels.

Quando un cellulare viene proiettato in verticale, riesce a raggiungere una massima altezza. Se l'indirizzo positivo viene scelto in questo senso, che è ciò che è quasi sempre fatto, durante il tempo necessario per raggiungere quel punto massimo, il cellulare avrà una velocità positiva.

Ma la gravità è stata presente. Ed è sempre diretto verticalmente verso il basso, indipendentemente dal fatto che l'oggetto si surrisca. Naturalmente fa il freno mobile gradualmente fermarsi per un momento.

Immediatamente il cellulare investe il significato della sua velocità ed è diretto a terra. In questo caso la velocità è negativa perché punta anche a terra. Pertanto la gravità fa aumentare la velocità sempre di più.

Il valore dell'accelerazione della gravità è stato stimato a 9.8 m/s², che a fini di calcolo è arrotondato a 10 m/s². L'oggetto dell'esempio avrebbe potuto essere lanciato con una velocità iniziale di 5 m/s.

Finalmente a t = 1.0 s, la velocità mobile è negativa. Se si tratta di un lancio verticale, in assenza di attrito, significa che sta tornando al punto di partenza, ma questa volta scende, invece da verso l'alto.

In conclusione, un'accelerazione negativa non significa necessariamente che il cellulare stia diminuendo la sua velocità. Al contrario, il cellulare potrebbe andare sempre più veloce. Si tratta di prestare attenzione al fatto che i segni di velocità e accelerazione siano o meno.

Riferimenti

1. Walker, J. 2010. Fisica. Quarta edizione. Addison Wesley. 26-30.