Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Sådan beregnes deceleration

Deceleration betyder virkelig acceleration i omvendt retning; hvorimod acceleration betyder den hastighed, hvormed et objekt fremskyndes, betyder deceleration den hastighed, hvormed et objekt bremser. For eksempel skal et fly, der skriker ned, have en høj decelerationshastighed for at forblive på landingsbanen, og en bil skal undertiden decelerere med en nøjagtig hastighed for at forblive i trafikstrømmen. To ligninger er nyttige til beregning af deceleration. Én formel involverer den tid, der kræves for at bremse objektet, og den anden formel bruger afstanden. Beregnede decelerationshastigheder kan udtrykkes i enheder med standardjordtyngdekraft (G).

TL; DR (for lang; læste ikke)

Deceleration kan beregnes som ændring i hastighed over et tidsrum ved hjælp af formelens endelige hastighed (s f) minus starthastighed (s i) divideret med tiden for ændringen i hastighed (t): (s fs i ) ÷ t \u003d deceleration.

Deceleration kan også beregnes som ændring i hastighed over afstand ved hjælp af formlen endelig hastighed kvadrat (s f 2) minus starthastighed kvadrat (s) i 2) divideret med to gange afstanden (d): (s f 2-s i 2) ÷ 2d \u003d deceleration.

Konverter enheder om nødvendigt for at være sikre på, at enhederne, uanset om fødder pr. Sekund eller meter pr. Sekund, forbliver ensartede.
Brug af hastighedsforskel og tid

  1. Beregn ændring i hastighed

    Trækker slutningshastigheden fra starthastigheden.

  2. Konverter enheder

    Konverter hastighedsforskellen til hastighedsenheder, der er kompatible ible med den acceleration, der skal beregnes. Acceleration udtrykkes ofte i fødder pr. Sekund pr. Sekund eller meter per sekund pr. Sekund. Hvis hastigheden er i kilometer i timen, skal du konvertere denne hastighed til fødder i sekundet ved at multiplicere resultatet med 1,47 (5.280 fod pr. Mil ÷ 3.600 sekunder i timen). På samme måde multipliceres kilometer i timen med 0,278 for at konvertere hastigheden til meter per sekund.

  3. Beregn gennemsnitlig deceleration

    Del hastighedsændringen med det tidspunkt, hvor ændringen skete. Denne beregning giver den gennemsnitlige decelerationsgrad.

  4. Øv formlen

    Beregn som eksempel den deceleration, der kræves for at bremse et landingsfly fra 300 km /h til 60 km /h på 30 sekunder.

    Konverter hastighederne så 300 x 1,47 \u003d 440 fod i sekundet og 60 x 1,47 \u003d 88 fod i sekundet. Hastighedsreduktion svarer til 300 - 88 \u003d 212 fod i sekundet. Decelerationshastigheden beregnes som 212 ÷ 30 \u003d 7,07 fødder per sekund pr. Sekund.

    Brug af hastighedsforskel og afstand

    1. Kontroller enheder

      Konverter start- og sluthastigheder til enheder, der vil være nyttige til beregning af accelerationen (fødder i sekundet eller meter per sekund). Sørg også for, at afstanden, som hastighedsændringen finder sted, er i en kompatibel enhed (fødder eller meter).

    2. Placer hastighederne

      Placer den oprindelige hastighed og den endelige hastighed.

    3. Beregn forskellen mellem hastigheder

      Trækker kvadratet for den endelige hastighed fra kvadratet for den oprindelige hastighed.

    4. Beregn gennemsnitlig decelerationsgrad

      < Dette er den gennemsnitlige decelerationsgrad.
    5. Øv formlen

      Beregn som eksempel den deceleration, der kræves for at stoppe en bil i 140 fod, hvis den kører 60 km /h.

      Konverter 60 km /h til 88 fod i sekundet. Fordi endehastigheden er lig med nul, er forskellen dette resultat i kvadrat: 7.744 fod kvadrat pr. Sekund i kvadrat. Retardationshastigheden er 7,744 ÷ (2 x 140) \u003d 27,66 fødder per sekund pr. Sekund.

      Deceleration in Gravity Units (G's)

      1. Find deceleration

        Beregn decelerationshastigheden ved hjælp af en af de to metoder, der er beskrevet ovenfor.

      2. Konverter til tyngdekraftenheder

        Del decelerationen med den normale gravitationsacceleration. I amerikanske enheder er dette cirka 32 fod pr. Sekund pr. Sekund. For metriske enheder er standardgravitationsaccelerationen 9,8 meter per sekund pr. Sekund. Resultatet giver det gennemsnitlige antal G'er, der er anvendt for at opnå decelerationen.

      3. Øv formlen

        Forbedre forståelsen ved at overveje et eksempel: Find den G-kraft, der kræves for at stoppe bilen i forrige eksempel.

        Den beregnede deceleration svarede til 27,66 fod per sekund pr. sekund. Decelerationen svarer til 27,66 ÷ 32 \u003d 0,86 G.


        Tips

      4. Beregninger af deceleration, ligesom dem i eksemplerne, involverer ofte kun lineær bevægelse . For accelerationer, der involverer to og tre dimensioner, involverer matematikken vektorer, der er retningsbestemte og er mere komplekse.