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Le persone usano comunemente la parola accelerazione per indicare velocità crescente. Ad esempio, il pedale giusto in un'auto si chiama acceleratore perché è il pedale che può rendere l'auto più veloce. Tuttavia, in fisica, l'accelerazione è definita in modo più ampio in modo specifico, come il tasso di variazione della velocità. Ad esempio, se la velocità cambia linearmente con il tempo, come v (t) = 5t miglia all'ora, allora l'accelerazione è di 5 miglia all'ora al quadrato, poiché quella è la pendenza del grafico di v (t) rispetto a t. Data una funzione per la velocità, l'accelerazione può essere determinata sia graficamente che usando le frazioni.
Soluzione grafica
Supponiamo che la velocità di un oggetto sia costante. Ad esempio, v (t) = 25 miglia all'ora.
Rappresenta graficamente questa funzione di velocità, misurando v (t) con l'asse verticale e il tempo t con l'asse orizzontale.
Si noti che poiché il grafico è piatto o orizzontale, la sua velocità di variazione rispetto al tempo t è quindi zero. Poiché l'accelerazione è il tasso di variazione della velocità, in questo caso l'accelerazione deve essere zero.
Moltiplicare per il raggio della ruota, se si desidera determinare anche la distanza percorsa dalla ruota.
Soluzione frazionata
Forma un rapporto tra la variazione di velocità per un certo periodo di tempo diviso per la lunghezza del periodo di tempo. Questo rapporto è il tasso di variazione della velocità e quindi anche l'accelerazione media in quel periodo di tempo.
Ad esempio, se v (t) è 25 mph, quindi v (t) al tempo 0 e al tempo 1 è v (0) = 25mph e v (1) = 25mph. La velocità non cambia. Il rapporto tra la variazione di velocità e la variazione di tempo (ovvero l'accelerazione media) è CAMBIA IN V (T) / CAMBIA IN T = /. Chiaramente questo equivale a zero diviso per 1, che equivale a zero.
Si noti che il rapporto calcolato nel passaggio 1 è solo l'accelerazione media. Tuttavia, è possibile approssimare l'accelerazione istantanea effettuando i due punti nel tempo in cui la velocità viene misurata il più vicino possibile.
Continuando con l'esempio sopra, / = / = 0. Quindi, chiaramente, l'accelerazione istantanea al tempo 0 è pari a zero miglia all'ora al quadrato, mentre la velocità rimane costante di 25 mph.
Collegare qualsiasi numero arbitrario per i punti nel tempo, rendendoli il più vicino possibile. Supponiamo che siano solo e separati, dove e è un numero molto piccolo. Quindi puoi mostrare che l'accelerazione istantanea è uguale a zero per tutto il tempo t, se la velocità è costante per tutto il tempo t.
Continuando con l'esempio sopra, / = / e = 0 / e = 0. e può essere piccolo come vogliamo, e t può essere qualsiasi punto nel tempo che ci piace, e ottenere comunque lo stesso risultato. Ciò dimostra che se la velocità è costantemente di 25 miglia orarie, le accelerazioni istantanee e medie in qualsiasi momento t sono tutte pari a zero.