Ποια είναι η ταχύτητα και η επιτάχυνση μιας μπάλας που κυλούσε κάτω από το λόφο;
Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα και την επιτάχυνση:
* κλίση του λόφου: Μια απότομη κλίση έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη επιτάχυνση και υψηλότερη τελική ταχύτητα.
* Αρχική ταχύτητα: Εάν η μπάλα ξεκινά με μια αρχική ταχύτητα, η ταχύτητά της θα είναι υψηλότερη από ό, τι αν ξεκινήσει από την ανάπαυση.
* τριβή: Η τριβή μεταξύ της μπάλας και της επιφάνειας του λόφου (συμπεριλαμβανομένης της αντίστασης στον αέρα) θα επιβραδύνει την μπάλα, μειώνοντας τόσο την ταχύτητα όσο και την επιτάχυνση της.
* Μάζα της μπάλας: Η μάζα της μπάλας δεν επηρεάζει άμεσα την επιτάχυνση (λόγω βαρύτητας), αλλά επηρεάζει πόση δύναμη απαιτείται για να ξεπεραστεί η τριβή.
* Σχήμα και μέγεθος της μπάλας: Μια μπάλα με μεγαλύτερη επιφάνεια θα βιώσει περισσότερη αντίσταση στον αέρα, επιβραδύνοντας την.
ταχύτητα και επιτάχυνση υπολογισμού:
Για να υπολογίσετε την ταχύτητα και την επιτάχυνση της μπάλας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις ακόλουθες εξισώσεις κίνησης:
* Επιτάχυνση (α): Υποθέτοντας ότι μόνο η βαρυτική δύναμη ενεργεί στην μπάλα, η επιτάχυνση είναι σταθερή και ίση με την «g * sin (theta)», όπου η επιτάχυνση είναι η επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα (περίπου 9,8 m/s2) και το `theta` είναι η γωνία της κλίσης.
* Τελική ταχύτητα (v): `v² =u² + 2as`, όπου` u` είναι η αρχική ταχύτητα, `a 'είναι η επιτάχυνση, και` s' είναι η απόσταση που ταξιδεύει.
* Ώρα (t): `v =u + at`
Παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι μια μπάλα ξεκινά από την ανάπαυση στην κορυφή ενός λόφου με κλίση 30 βαθμών.
* Επιτάχυνση (α): `a =g * sin (theta) =9,8 m/s² * sin (30 °) =4,9 m/s2 '
* Τελική ταχύτητα (v): Πρέπει να γνωρίζουμε την απόσταση που ταξιδεύει για να υπολογίσει την τελική ταχύτητα. Εάν η απόσταση είναι, για παράδειγμα, 10 μέτρα, τότε `v² =0² + 2 * 4,9 m/s² * 10 m =98 m²/s2` και` v =√98 m²/s² =9,9 m/s`.
* Ώρα (t): Χρησιμοποιώντας την ίδια απόσταση όπως στο προηγούμενο παράδειγμα, μπορούμε να υπολογίσουμε τον χρόνο που απαιτείται για να φτάσουμε στο κάτω μέρος του λόφου:`t =(v - u)/a =(9,9 m/s - 0 m/s)/4,9 m/s2 =2.02 s.
Σημαντικές σημειώσεις:
* Αυτές οι εξισώσεις απλοποιούνται και δεν λαμβάνουν υπόψη παράγοντες όπως η τριβή ή η αντίσταση στον αέρα.
* Η πραγματική ταχύτητα και η επιτάχυνση μιας τροχαίου κατηφόρα μπάλας θα είναι ελαφρώς μικρότερη από ό, τι υπολογίζεται χρησιμοποιώντας αυτές τις εξισώσεις.
Θυμηθείτε, αυτοί είναι μόνο θεωρητικοί υπολογισμοί. Στην πραγματικότητα, η πραγματική ταχύτητα και επιτάχυνση θα επηρεαστεί από ένα συνδυασμό παραγόντων.
