Արագացումը ծանոթ բառ է: Ինժեներ չէ, այն ամենից հաճախ հանդիպում է նորությունների հոդվածներում և թողարկումներում: զարգացման, համագործակցության և այլ սոցիալական գործընթացների արագացում. Այս բառի սկզբնական իմաստը կապված է ֆիզիկական երեւույթների հետ։ Ինչպե՞ս գտնել շարժվող մարմնի արագացումը, կամ արագացումը որպես մեքենայի հզորության ցուցիչ: Կարո՞ղ է դա այլ նշանակություն ունենալ:
Ինչ է տեղի ունենում 0-ից 100-ի միջև (տերմինի սահմանում)
Մեքենայի հզորության ցուցիչ է համարվում նրա զրոյից հարյուրավոր արագացման ժամանակը։ Բայց ի՞նչ է տեղի ունենում արանքում: Դիտարկենք մեր Lada Vesta-ն իր պահանջած 11 վայրկյանով:
Արագացումը գտնելու բանաձևերից մեկը գրված է հետևյալ կերպ.
a=(V2 – V1) / t
Մեր դեպքում՝
a – արագացում, m/s∙s
V1 – սկզբնական արագություն, մ/վ;
V2 – վերջնական արագություն, մ/վ;
t – ժամանակ.
Տվյալները բերենք SI համակարգ, այն է՝ կմ/ժ, մենք կվերահաշվարկենք մ/վ-ով:
100 կմ/ժ=100000 մ /3600 վ=27,28 մ/վ։
Այժմ դուք կարող եք գտնել Կալինայի արագացումը:
a=(27, 28 – 0) / 11=2,53 մ/վրկ∙
Ի՞նչ են նշանակում այս թվերը: Վայրկյանում 2,53 մետր արագացումը ցույց է տալիս, որ յուրաքանչյուր վայրկյան մեքենայի արագությունն ավելանում է 2,53 մ/վրկ-ով։
Տեղից սկսելիս (զրոյից).
- առաջին վայրկյանին մեքենան կզարգացնի մինչև 2,53 մ/վ արագություն;
- երկրորդի համար՝ մինչև 5,06 մ/վրկ;
- երրորդ վայրկյանի վերջում արագությունը կկազմի 7,59 մ/վ և այլն։
Այսպիսով, մենք կարող ենք ամփոփել. արագացումը ժամանակի միավորի մեկ կետի արագության աճն է:
Նյուտոնի երկրորդ օրենքը, դա հեշտ է
Այսպիսով, արագացման արժեքը հաշվարկվում է: Ժամանակն է հարցնել, թե որտեղից է գալիս այս արագացումը, որն է դրա առաջնային աղբյուրը: Պատասխանը մեկն է՝ ուժ։ Հենց այն ուժն է, որով անիվները առաջ են մղում մեքենան, որն առաջացնում է դրա արագացումը։ Իսկ ինչպե՞ս գտնել արագացումը, եթե հայտնի է այս ուժի մեծությունը: Այս երկու մեծությունների և նյութական կետի զանգվածի միջև կապը հաստատվել է Իսահակ Նյուտոնի կողմից (դա տեղի չի ունեցել այն օրը, երբ խնձորն ընկավ նրա գլխին, այնուհետև նա հայտնաբերեց մեկ այլ ֆիզիկական օրենք):
Եվ այս օրենքը գրված է այսպես.
F=m ∙ a, որտեղ
F – ուժ, N;
մ – զանգված, կգ;
a – արագացում, m/s∙s.
Վկայակոչելով ռուսական ավտոարդյունաբերության արտադրանքը՝ կարող եք հաշվարկել անիվների ուժը, որով առաջ են մղում մեքենան։
F=m ∙ a=1585 կգ ∙ 2,53 մ/վրկ∙=4010 N
կամ 4010 / 9,8=409 կգ∙s
Արդյո՞ք սա նշանակում է, որ եթե դուք բաց չթողնեք գազի ոտնակը, մեքենան կբարձրացնի արագությունը այնքան ժամանակ, մինչև հասնի ձայնի արագությանը: Իհարկե ոչ. Արդեն, երբ այն հասնում է 70 կմ/ժ արագության (19,44 մ/վ), օդի դիմադրողականությունը հասնում է 2000 հյուսիսային:
Ինչպե՞ս գտնել արագացումը այն պահին, երբ Lada-ն «թռչում է» նման արագությամբ:
a=F / m=(Fwheels – Fդիմակայել.) / m=(4010 – 2000) / 1585=1, 27 մ/վրկ∙
Ինչպես տեսնում եք, բանաձևը թույլ է տալիս գտնել և՛ արագացումը՝ իմանալով, թե ինչ ուժով են շարժիչները գործում մեխանիզմի վրա (այլ ուժեր՝ քամի, ջրի հոսք, քաշ և այլն), և հակառակը։
Ինչու է պետք իմանալ արագացումը
Առաջին հերթին՝ ցանկացած նյութական մարմնի արագությունը հետաքրքրության ժամանակի մի կետում հաշվարկելու համար, ինչպես նաև դրա գտնվելու վայրը։
Ենթադրենք, որ մեր «Լադա Վեստան» արագանում է Լուսնի վրա, որտեղ դրա բացակայության պատճառով ճակատային օդի դիմադրություն չկա, ապա դրա արագացումը ինչ-որ փուլում կայուն կլինի։ Այս դեպքում մեքենայի արագությունը որոշում ենք մեկնարկից 5 վայրկյան հետո։
V=V0 + a ∙ t=0 + 2,53 ∙ 5=12,65 մ/վ
կամ 12,62 ∙ 3600 / 1000=45,54 կմ/ժ
V0 – սկզբնական կետի արագություն:
Եվ որքա՞ն հեռու կլինի մեր լուսնային մեքենան այս պահին մեկնարկից: Դա անելու համար ամենահեշտ ձևը կոորդինատների որոշման ունիվերսալ բանաձևն է.
x=x0 + V0տ + (at2-ում) / 2
x=0 + 0 ∙ 5 + (2,53 ∙ 52) / 2=31,63 մ
x0 – սկզբնականկետի կոորդինատ.
Սա հենց այն հեռավորությունն է, որով Վեստան ժամանակ կունենա մեկնարկային գիծը լքելու 5 վայրկյանում:
Բայց իրականում ժամանակի տվյալ կետում կետի արագությունն ու արագացումը գտնելու համար իրականում անհրաժեշտ է հաշվի առնել և հաշվարկել բազմաթիվ այլ գործոններ։ Իհարկե, եթե Lada Vesta-ն դիպչի լուսնին, դա շուտ չի լինի, նրա արագացման վրա, բացի նոր ներարկման շարժիչի հզորությունից, ազդում է ոչ միայն օդի դիմադրությունը։
Շարժիչի տարբեր արագությունների դեպքում այն տարբեր ջանքեր է գործադրում, դա հաշվի չի առնում զբաղված հանդերձանքի քանակը, անիվների կպչունության գործակիցը ճանապարհին, հենց այս ճանապարհի թեքությունը, քամու արագություն և շատ ավելին։
Ի՞նչ այլ արագացումներ կան
Ուժը կարող է ավելին անել, քան պարզապես ստիպել մարմնին ուղիղ գծով առաջ շարժվել: Օրինակ, Երկրի ձգողականության ուժը ստիպում է Լուսինն անընդհատ կորի իր թռիչքի ուղին այնպես, որ այն միշտ պտտվի մեր շուրջը: Այս դեպքում Լուսնի վրա գործող ուժ կա՞: Այո, սա նույն ուժն է, որը հայտնաբերել է Նյուտոնը խնձորի օգնությամբ՝ ձգողական ուժը։
Եվ արագացումը, որը տալիս է մեր բնական արբանյակին, կոչվում է կենտրոնաձիգ: Ինչպե՞ս գտնել Լուսնի արագացումը, երբ այն պտտվում է:
aц=V2 / R=4π2R / T 2 որտեղ
ac – կենտրոնաձիգ արագացում, m/s∙s;
V-ն Լուսնի արագությունն է իր ուղեծրում, մ/վ;
R – ուղեծրի շառավիղ, m;
T– Երկրի շուրջ Լուսնի պտույտի ժամանակաշրջան, s.
ac=4 π2 384 399 000 / 23605912=0, 002723 /s∙s
