Isi
- Formula untuk menghitung percepatan
- Percepatan dalam kaitannya dengan gaya
- Contoh penghitungan percepatan
Dalam fisika, percepatan adalah nama yang diberikan untuk besaran vektor (memiliki arah) yang menunjukkan variasi kecepatan benda yang bergerak seiring berjalannya waktu. Biasanya diwakili oleh huruf a dan satuan ukurannya, dalam Sistem Internasional adalah meter per detik kuadrat (m / s2).
Asal mula konsep ini berasal dari mekanika Newton, yang dalilnya memastikan bahwa suatu benda akan selalu bergerak bujursangkar kecuali gaya yang mengarah pada percepatan menimpanya, sehingga menghasilkan lintasan melengkung.
Ini berarti bahwa sebuah benda dalam gerakan bujursangkar hanya dapat mengubah kecepatannya jika gaya bekerja padanya yang menyebabkan percepatan: searah dengan lintasannya (percepatan: benda bertambah kecepatan) atau berlawanan arah (perlambatan: ia kehilangan kecepatan) .
Formula untuk menghitung percepatan
Jadi, mekanika klasik mendefinisikan percepatan sebagai variasi kecepatan dari waktu ke waktu dan mengusulkan rumus berikut:
a = dV / dt
Dimana untuk akan menjadi percepatan, dV perbedaan kecepatan dan dt waktu saat akselerasi terjadi. Kedua variabel tersebut didefinisikan sebagai berikut:
dV = V.F - Vsaya
Dimana V.F akan menjadi kecepatan terakhir dan V.saya kecepatan awal ponsel. Penting untuk mengamati urutan ini untuk mencerminkan arah percepatan: bisa ada percepatan positif (kecepatan tambah) atau negatif (kehilangan kecepatan). Plus:
dt = tf - ti
Dimana tF akan menjadi waktu akhir dan tsaya waktu awal pergerakan. Kecuali dinyatakan lain, waktu mulai akan selalu 0 detik.
Percepatan dalam kaitannya dengan gaya
Di sisi lain, mekanika Newton menetapkan untuk benda bermassa konstan (m), yang dikemukakan oleh pengamat inersia, hubungan proporsional terhadap gaya yang diterapkan pada benda (F) dan percepatan yang diperoleh (a), yaitu:
F = m. untuk
Hubungan ini berlaku dalam sistem referensi inersia dan memungkinkan percepatan dihitung dengan rumus berikut:
a = F / m
Rumusan ini sesuai dengan Hukum kedua Newton (Hukum Dinamika Fundamental).
Contoh penghitungan percepatan
- Sebuah mobil balap meningkatkan kecepatannya dengan kecepatan konstan 18,5 m / s menjadi 46,1 m / s dalam 2,47 detik. Berapa rata-rata percepatannya?
a = dv / dt = (vF - vsaya) / (tF - tsaya) Dimana vF = 46,1 m / dtk, vsaya = 18,5 m / s, tF = 2,47 dtk, tsaya = 0 dtk.
Jadi: a = (46.1 - 18.5) / 2.47 = 11,17 m / dtk2
- Seorang pengendara sepeda motor berjalan dengan kecepatan 22,4 m / s dan menyadari bahwa ia telah salah jalan. Injak rem dan sepeda motor berhenti dalam 2,55 detik. Apa pelambatannya?
a = dv / dt = (vF - vsaya) / (tF - tsaya), di mana VF = 0 m / dtk, vsaya = 22,4 m / s, tF = 2,55 s, tsaya = 0 dtk.
Begitu:a = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s2
- Gaya sebesar 10 newton bekerja secara seragam pada massa 2 kilogram. Berapakah percepatan benda yang didorong?
a = F / m, di mana F = 10 N, m = 2Kg.
Jadi:
a = 10/2 = 5 m / s2
- Seseorang menarik furnitur seberat 400 kg ke satu sisi dengan gaya total 150 newton. Orang lain mendorongnya ke arah yang sama dengan gaya 200 newton, tetapi ada angin yang bertiup ke arah yang berlawanan dengan gaya 10 newton. Berapa percepatan yang diperoleh furnitur?
Kita tahu bahwa a = F / m, di mana gaya total adalah jumlah dari mereka yang searah dikurangi gaya yang berlawanan: F = 150 N (orang 1) + 200 N (orang 2) - 10N (angin), yang menghasilkan 340 N. Kita juga tahu bahwa m = 400 kg.
Kemudian:a = 340 N / 400 kg = 0,85 m / s2
- Pesawat kendali jarak jauh, bermassa 10 kg, terbang dengan akselerasi 2 m / s2 menuju utara. Saat itu angin bertiup ke timur, dengan gaya 100 N. Berapakah percepatan baru dari pesawat yang mempertahankan lintasannya?
Karena gaya angin tegak lurus dengan arah gerakan pesawat, maka tidak akan berpengaruh pada gerakannya. Ini akan terus melaju ke utara dengan kecepatan 2 m / s2.
- Dua anak, satu lemah dan satu kuat, bermain tarik tambang, masing-masing di salah satu ujung tali. Tarikan pertama ke kiri dengan gaya 5 N dan yang kedua ke arah berlawanan dengan gaya 7 N.Mempertimbangkan bahwa 1 newton (N) sama dengan 1 kilogram-meter / sekon kuadrat ( kg-m / s2), berapakah percepatan yang dicapai oleh tubuh anak yang lebih lemah, jika ditarik ke arah yang berlawanan oleh yang lain?
Dari F = m.a kita tahu bahwa a = F / m, tetapi kita harus mencari gaya totalnya, yang akan menjadi 2 N (7 N untuk anak kuat - 5 N untuk anak laki-laki lemah).
Kemudian kita harus mencari massa, yang untuk keperluan perhitungan harus dilepaskan dari gaya yang ditentang oleh anak lemah, yaitu: 1 N = 1kg.m / s2, yaitu, itu adalah jumlah gaya untuk memobilisasi satu kilogram massa pada satu meter per sekon kuadrat.
Oleh karena itu, dari 5N = 5kg.m / s2. Karenanya, m = 5Kg.
Dan akhirnya, kita tahu bahwa a = 2N (F) / 5kg (m) = 0,4 m / s2
- Sebuah truk pemadam kebakaran meningkatkan kecepatannya dari 0 menjadi 21m / s ke arah Timur, dalam 3,5 detik. Berapa percepatannya?
Kami tahu bahwa: Vsaya = 0 m / dtk, V.F= 21 m / s, t = 3,5 detik. Oleh karena itu kami menerapkan rumus:
a = dv / dt = (vF - vsaya) / (tF - tsaya), yaitu, a = 21m / s / 3,5 s = 6 m / s2
- Sebuah mobil melambat dari 21m / s BT ke 7m / s BT dalam 3,5,0 detik. Berapa percepatannya?
Mengetahui bahwa Vsaya = 21 m / s, V.F= 7 m / s, t = 3,5 detik, dan a = dv / dt = (vF - vsaya) / (tF - tsaya), mudah untuk menghitungnya:
a = 7m / s - 21m / s / 3,5s = -4m / s2yaitu percepatan negatif (perlambatan).
