Isi
Kecepatan dan percepatan adalah dua konsep dasar dalam mekanika, atau fisika gerak, dan keduanya terkait. Jika Anda mengukur kecepatan suatu objek saat Anda merekam waktu, lalu mengukurnya kembali sedikit kemudian, juga saat merekam waktu, Anda dapat menemukan percepatan, yang merupakan perbedaan dalam kecepatan itu dibagi dengan interval waktu. Itulah ide dasarnya, walaupun dalam beberapa masalah, Anda mungkin harus mendapatkan kecepatan dari data lain.
Ada cara lain untuk menghitung akselerasi berdasarkan hukum Newtons. Menurut hukum pertama, suatu benda tetap dalam keadaan gerak yang seragam kecuali jika ditindaklanjuti oleh suatu gaya, dan hukum kedua menyatakan hubungan matematis antara besarnya gaya (F) dan akselerasi (Sebuah) tubuh massa m pengalaman karena kekuatan itu. Hubungannya adalah F = ma. Jika Anda mengetahui besarnya gaya yang bekerja pada tubuh, dan Anda mengetahui massa tubuh, Anda dapat segera menghitung percepatan yang dialaminya.
Persamaan Akselerasi Rata-rata
Pikirkan sebuah mobil di jalan raya. Jika Anda ingin tahu seberapa cepatnya, dan speedometer tidak berfungsi, Anda memilih dua titik di jalurnya, x1 dan x2, dan Anda melihat jam saat mobil melewati setiap titik. Kecepatan rata-rata mobil adalah jarak antara dua titik dibagi dengan waktu yang dibutuhkan mobil untuk melewati keduanya. Jika waktu di jam di x1 aku s t1, dan waktu di x2 aku s t2, kecepatan mobil (s) aku s:
s= ∆x ÷ ∆t = (x2 − x1) ÷ (t2 − t1).
Sekarang anggaplah speedometer mobil berfungsi, dan merekam dua kecepatan berbeda pada titik-titik x1 dan x2. Karena kecepatannya berbeda, mobil harus berakselerasi. Akselerasi didefinisikan sebagai perubahan kecepatan selama interval waktu tertentu. Ini bisa berupa angka negatif, yang berarti mobil itu melambat. Jika kecepatan sesaat seperti dicatat oleh speedometer saat itu t1 aku s s1, dan kecepatan saat itu t2 aku s s2, akselerasi (Sebuah) antara poin x1 dan x2 aku s:
Sebuah = ∆s ÷ ∆t = (s2 − s1) ÷ (t2 − t1).
Persamaan percepatan rata-rata ini memberi tahu Anda bahwa jika Anda mengukur kecepatan pada waktu tertentu dan mengukurnya lagi di waktu lain, percepatan adalah perubahan kecepatan dibagi dengan interval waktu. Unit kecepatan dalam sistem SI adalah meter / detik (m / s), dan unit akselerasi adalah meter / detik / detik (m / s / s) yang biasanya ditulis m / s2. Dalam sistem imperial, unit akselerasi yang disukai adalah kaki / detik / detik, atau ft / s2.
Contoh: Sebuah pesawat terbang 100 mil per jam setelah lepas landas, dan mencapai ketinggian jelajah 30 menit kemudian, ketika terbang 500 mil per jam. Berapa percepatan rata-rata saat naik ke ketinggian jelajahnya?
Kita dapat menggunakan rumus akselerasi yang diperoleh di atas. Perbedaan kecepatan (∆s) adalah 400 mph, dan waktu adalah 30 menit, yaitu 0,5 jam. Akselerasi kemudian
Sebuah = 400 mph / 0,5 jam = 800 mil / jam2.
Hukum Kedua Newton menyediakan Kalkulator Akselerasi
Persamaan yang mengekspresikan hukum kedua Newton, F = ma, adalah salah satu yang paling berguna dalam fisika dan berfungsi sebagai rumus akselerasi. Unit gaya dalam sistem SI adalah Newton (N), dinamai Sir Isaac sendiri. Satu Newton adalah gaya yang diperlukan untuk memberikan percepatan 1 kilogram massa 1 m / s2. Dalam sistem kekaisaran, satuan kekuatan adalah pound. Berat juga diukur dalam pound, jadi untuk membedakan massa dari gaya, satuan gaya disebut pound-force (lbf).
Anda dapat mengatur ulang persamaan Newtons untuk menyelesaikan percepatan dengan membagi kedua sisi m. Anda mendapatkan:
Sebuah = F/m
Gunakan ungkapan ini sebagai kalkulator akselerasi ketika Anda mengetahui massa dan besarnya gaya yang diberikan.
Contoh: Sebuah benda dengan massa 8 kg. mengalami kekuatan 20 Newton. Akselerasi rata-rata apa yang dialami?
Sebuah = F/m = 20 N / 8 kg = 2,5 m / s2.
Contoh: Sebuah mobil 2.000 pound mengalami kekuatan 1.000 pound-force. Apa akselerasinya?
Bobotnya tidak sama dengan massa, jadi untuk mendapatkan massa mobil, Anda harus membagi bobotnya dengan akselerasi karena gravitasi, yaitu 32 kaki / detik.2. Jawabannya adalah 62,5 siput (siput adalah unit untuk massa dalam sistem kekaisaran). Sekarang Anda dapat menghitung akselerasi:
Sebuah = F/m = 1.000 lbf / 62,5 siput = 16 kaki / s2.