Bagaimana cara menghitung percepatan? (rumus dan contoh)

Percepatan

Dalam fisika, percepatan Ini adalah nama yang diberikan untuk besaran vektor (memiliki arah) yang menunjukkan variasi kecepatan benda yang bergerak seiring berjalannya waktu. Biasanya dilambangkan dengan huruf a dan satuan ukurannya, dalam Sistem Internasional adalah meter per detik kuadrat (m / s²).

Asal usul konsep ini berasal dari mekanika Newton, yang postulatnya memastikan bahwa suatu benda akan selalu bergerak dalam bentuk bujursangkar kecuali ada gaya di atasnya yang menyebabkan percepatan, menghasilkan lintasantra melengkung.

Ini berarti bahwa suatu benda yang bergerak lurus hanya dapat memvariasikan kecepatannya jika suatu gaya bekerja padanya yang menyebabkan percepatan: dalam arah yang sama dari lintasannya (percepatan: ia memperoleh kecepatan) atau dalam arah yang berlawanan (perlambatan: ia kehilangan kecepatan).

Rumus 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 percepatan, dV perbedaan kecepatan dan dt waktu terjadinya percepatan. Kedua variabel didefinisikan sebagai berikut:

dV = V_F - V_saya

Dimana V_F akan menjadi kecepatan akhir dan V_saya kecepatan awal mobil tersebut. Penting untuk mengamati urutan ini untuk mencerminkan arah percepatan: bisa ada percepatan positif (kecepatan bertambah) atau negatif (kecepatan hilang). Plus:

dt = tf - ti

Dimana untuk_F akan menjadi akhir zaman dan untuk_saya waktu awal gerakan. Kecuali dinyatakan lain, waktu mulai akan selalu 0 detik.

Percepatan dalam kaitannya dengan kekuatan

Di sisi lain, mekanika Newton menetapkan untuk benda bermassa konstan (m), yang dipikirkan oleh seorang pengamat inersia, hubungan proporsionalitas terhadap gaya yang diterapkan pada benda (F) dan percepatan yang diperoleh (a), adalah mengatakan:

F = m. untuk

Hubungan ini berlaku di semua sistem referensi inersia dan memungkinkan percepatan dihitung dengan rumus berikut:

a = F / m

Rumusan ini mengikuti Hukum II Newton (Hukum Dinamika Fundamental).

Contoh perhitungan percepatan

1. Sebuah mobil balap meningkatkan kecepatannya dengan laju konstan dari 18,5 m/s menjadi 46,1 m/s dalam waktu 2,47 detik. Berapakah percepatan rata-ratanya?

a = dv / dt = (v_F - v_saya) / (t_F - untuk_saya) Dimana v_F = 46,1 m / s, v_saya = 18,5 m / s, t_F = 2,47 s, t_saya = 0 detik

Jadi: a = (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / dtk²

1. Seorang pengendara sepeda motor bergerak dengan kecepatan 22,4 m/s dan menyadari bahwa ia telah mengambil rute yang salah. Injak rem dan sepeda motor berhenti dalam 2,55 detik. Apa yang akan menjadi perlambatan?

a = dv / dt = (v_F - v_saya) / (t_F - untuk_saya), dimana V_F = 0 m / s, v_saya = 22,4 m / s, t_F = 2,55 s, t_saya = 0 detik

Begitu: a = (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s²

1. Sebuah gaya sebesar 10 newton bekerja secara seragam pada massa 2 kilogram. Berapakah percepatan benda yang didorong?

a = F / m, dimana F = 10 N, m = 2Kg.

Karena itu:

a = 10/2 = 5 m / s²

1. Seseorang menarik sebuah perabot bermassa 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. Berapakah percepatan yang diperoleh mebel tersebut?

Kita tahu bahwa a = F / m, di mana gaya total adalah jumlah dari gaya-gaya yang searah dikurangi gaya yang melawannya: 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

1. Sebuah pesawat yang dikendalikan dari jarak jauh, dengan massa 10 kg, terbang dengan percepatan 2 m / s² menuju utara. Saat itu angin bertiup ke timur, dengan kekuatan 100 N. Berapakah percepatan baru pesawat yang mempertahankan jalurnya?

Karena gaya angin tegak lurus terhadap arah gerak pesawat, maka tidak akan berpengaruh pada geraknya. Ini akan terus dipercepat ke utara dengan kecepatan 2 m / s².

1. Dua anak, satu lemah dan satu kuat, bermain tarik tambang, masing-masing di salah satu ujung tali. Yang pertama menarik ke kiri dengan gaya 5 N dan yang kedua menarik ke arah yang berlawanan dengan gaya 7 N. Dengan memperhitungkan bahwa 1 newton (N) sama dengan 1 kilogram-meter/sekon kuadrat (kg-m/s2), berapakah percepatan yang dicapai oleh tubuh anak yang lebih lemah, ditarik ke arah yang berlawanan oleh yang lain?

Dari F = m.a kita mengetahui bahwa a = F / m, tetapi kita harus mencari gaya total, yaitu 2 N (7 N untuk anak kuat - 5 N untuk anak 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 detik kuadrat.

Jadi, dari 5N = 5kg.m / s². Jadi, m = 5 kg.

Dan akhirnya, kita tahu bahwa a = 2N (F) / 5kg (m) = 0,4 m / s²

1. Sebuah truk pemadam kebakaran menambah kecepatannya dari 0 menjadi 21m/s ke arah Timur, dalam waktu 3,5 detik. Berapakah percepatannya?

Kita tahu bahwa: V_saya = 0 m / s, V_F= 21 m / s, t = 3,5 detik. Oleh karena itu kami menerapkan rumus:

a = dv / dt = (v_F - v_saya) / (t_F - untuk_saya), yaitu, a = 21m / s / 3,5 s = 6 m / s²

1. Sebuah mobil melambat dari 21m/s Timur ke 7m/s Timur dalam waktu 3,5,0 detik. Berapakah percepatannya?

Mengetahui bahwa V_saya = 21 m / s, V_F= 7 m / s, t = 3,5 detik, dan bahwa a = dv / dt = (v_F - v_saya) / (t_F - untuk_saya), mudah untuk menghitungnya:

a = 7m / s - 21m / s / 3,5s = -4m / s²yaitu, percepatan negatif (perlambatan).