Negatif hızlanma bir süre boyunca hızında değişiklik veya varyasyon sahip olduğunda ortaya çıkar , bir eksi işareti. Resimdeki köpeği sahilde eğlenirken gözlemleyin. Kum hareketini yavaşlatır, bu da onun taşıdığı hızın tersi bir ivme olduğu anlamına gelir.
Bu ivme, pozitif olarak ifade edilen hızın aksine negatif olarak kabul edilebilir. Her zaman olumsuz bir ivme olmasa da hızda bir azalmaya neden olur.
Köpek kumda fren yaparken eğlenir. Frenleme hızlanması, negatif hızlanma olarak kabul edilebilir. Kaynak: Pixabay.
Tek boyutlu bir harekette, ilerleme yönü genellikle pozitif, yani hızın yönü olarak alınır. Daha önce düşünülen şey budur: Şekildeki köpekte, pozitif yön, kuyruktan başa giden yöndür.
Pençelerini kuma batırmadan önce, köpek belirli bir v hızıyla, yani pozitif olarak geldi. Daha sonra kum durana kadar yavaşlar, yani sıfır son hız.
Tüm bunların bir Δt döneminde gerçekleştiğini varsayalım. Bu süre boyunca ivme şu şekilde hesaplanacaktır:
Yukarıdaki denklemde v> 0, Δt> 0 sonra a <0, yani negatif ivme (a <0). Başlangıçtaki hızın yönü pozitif olarak alındığından, negatif ivme, ivmenin hızdan uzaklaştığı anlamına gelir. Bu nedenle şu sonuca varılmıştır:
Bu nedenle şunu belirleyebiliriz:
- Hız ve ivme aynı işarete sahip olduğunda, hangi işarete bakılmaksızın hız artar. Böyle bir durumda, duruma bağlı olarak hız daha pozitif veya daha negatif hale gelir.
- Hız ve ivmenin zıt işaretleri olduğunda, hız azalır.
İvmeyi hesaplamak için formüller
Sahip olduğu işaret ne olursa olsun, t ve t 'anları arasındaki a m ortalama ivmesi aşağıdaki formülle hesaplanır:
Ortalama hızlanma, dikkate alınan zaman aralığında hızın nasıl değiştiği hakkında genel bilgi sağlar. Anlık hızlanma, hızın her an nasıl değiştiğinin ayrıntılarını sunar. Dolayısıyla, belirli bir t anında için ivme aşağıdaki formülle hesaplanır:
-Örnek 1
Başlangıç anında t = 0.2 s bir cisim 3 m / s hıza sahiptir. Daha sonra t '= 0.4 s anında 1 m / s hıza sahiptir. T ve t 'zamanları arasındaki ortalama ivmeyi hesaplayın ve sonucu yorumlayın.
cevap
Örnek 2
Başlangıç anında t = 0.6 s bir cisim -1 m / s hıza sahiptir. Daha sonra t '= 0.8 s anında -3 m / s hıza sahiptir. T ve t 'zamanları arasındaki ortalama ivmeyi hesaplayın. Sonucu yorumlayın.
cevap
Sonuç olarak, zaman aralığının sonunda hız daha da negatif hale geldi (-3m / s).
Bu, cep telefonunun hareketini yavaşlattığı anlamına mı geliyor? Hayır. Hızdaki eksi işareti yalnızca geriye doğru ve daha hızlı gittiği anlamına gelir, çünkü -3 m / s hızla gitmek başlangıçtaki hız olan -1 m / s'den daha hızlıdır.
Hızın modülü olan hız, negatif ivmeye sahip olmasına rağmen artmıştır. Demek istediğim, bu nesne hızlandı. Bu nedenle şu sonuca varıyoruz:
-Örnek 3-Dikey atma
Şu örneği düşünün: Bir nesnenin Uluslararası Sistemdeki tüm birimlerle aşağıdaki ifadeyle verilen anlık hızı vardır:
0s, 0.5s ve 1.0s süreleri için hız ve ivmeyi bulun. Her durumda, nesnenin hızlanıyor mu yoksa yavaşlıyor mu olduğunu belirtin.
cevap
Belirtilen anların her birindeki hız, t'yi doğrudan denklemde ikame ederek bulunur. İvme, verilen ifadenin zamanın bir fonksiyonu olarak türetilmesi ve ardından verilen zamanların her birinde sonucun değerlendirilmesiyle bulunur.
Sonuçlar aşağıdaki gibidir:
İvme tüm hareket için sabit ve negatiftir. Artık hareket halindeyken cep telefonuna ne olduğunu tarif etmek mümkün.
T = 0 s anında mobil yavaşlıyordu. Hız pozitif ve ivme negatif olduğundan bu hemen gerçekleşir.
T = 0.5 s anında mobil durdu, en azından anlık olarak hareketsizdi. Bir cep telefonunun hızlandığında bile durması imkansız değildir. En aşikar örnek dikey yukarı fırlatmadır.
Mezunlar, keplerine doğru dikey olarak adım atarlar. Kaynak: Pexels.
Bir mobil dikey olarak yukarı doğru yansıtıldığında, maksimum yüksekliğe ulaşmayı başarır. Pozitif yön bu anlamda seçilirse, ki bu neredeyse her zaman yapılır, bu maksimum noktaya ulaşmak için geçen süre boyunca, mobil pozitif hıza sahip olacaktır.
Ancak yerçekimi tüm zaman boyunca ortalıktaydı. Ve nesne ister yukarı ister aşağı giderse gitsin, daima dikey olarak aşağı doğru yönlendirilir. Doğal olarak, cep telefonunu bir anlığına durana kadar kademeli olarak yavaşlatmayı başarır.
Cep telefonu hemen hızını tersine çevirir ve yere geri döner. Bu durumda hız negatiftir çünkü aynı zamanda yere doğru da işaret eder. Bu nedenle yerçekimi hızın gittikçe artmasına neden olur.
Yerçekimi ivmesinin değeri 9.8 m / s 2 olarak tahmin edilmiştir ve hesaplama amacıyla 10 m / s 2'ye yuvarlanmıştır . Örnekteki nesne, 5 m / s'lik bir başlangıç hızıyla yukarı doğru fırlatılmış olabilir.
Son olarak t = 1.0 s'de, mobilin hızı negatiftir. Yukarıya doğru dikey bir fırlatma ise, sürtünme olmadan tekrar başlangıç noktasından geçiyor, ancak bu sefer yukarı yerine aşağı doğru gidiyor demektir.
Sonuç olarak, negatif bir hızlanma, cep telefonunun yavaşladığı anlamına gelmez. Aksine, mobil daha hızlı gidebilirdi. Hız ve ivme işaretlerinin aynı olup olmadığına dikkat etmek gerekiyor.
Referanslar
- Walker, J. 2010. Physics. Dördüncü baskı. Addison Wesley. 26-30.