什麼是加速度?
加速度是任何物體改變其速度的速率,我們也可以說加速度是任何物體的速度變化率。公尺每秒平方(m / s2)是加速度的國際公制單位,這表明加速度將以 m / s2 為單位計算。
你可以在日常生活中體驗到加速度的快感,例如當你騎自行車時,透過加快踩踏板的速度,就能改變自行車的速度。踏板機構本身就屬於一種加速器,透過加速器就能夠產生加速度。另一個例子是正在開車的駕駛;如你所知道的一樣,每輛車中都存在油門踏板,因此當採下踏板後,引擎就會拉高轉速,並透過傳動系統加速車輪轉速,藉此改變車輛的速度。
如何計算任何物體的加速度?
根據給定的已知參數,可以多種方式測量加速度。
牛頓第二運動定律也說明了加速度的定義,它指出任何物體的加速度或物體上的質量與力成正比。
從數學上:
加速度(a) ∝ 力(F)
a = F / m
或者
F = ma
讓我們來看一個牛頓第二運動定律的例子。對質量為 45 Kg 的物體施加 270 N 的力,物體上產生的加速度是多少?
已知數值:
力 = F = 270 N
質量 = m = 45 公斤
加速度 = a = ??
解答:
使用牛頓第二運動定律,
F = ma
a = f / m
a = 270 N / 45 kg
a = 6 m / s2
通過使用這個公式,代入已知質量和力的值,你可以很容易地找到任何物體的加速度。
你也可以從三個運動方程中考慮其他用於求加速度的公式:
第一個方程:Vf = Vi + at
第二個方程:S = Vit + 1/2 at2
第三個方程:2as = Vf2 - Vi2
你可以在所有這些方程式中看到"a"加速度;如果你知道其他參數,就可以代入並算出加速度值。
讓我們來看一個計算加速度的例子:
一輛汽車以 10 m/s 的初始速度移動 30 秒後,汽車的最終速度變為 70 m/s,請計算車子的加速度是多少?
已知數值:
初始速度 = Vi = 10 m/s
最終速度 = Vf = 70 m/s
時間 = t = 30 秒
加速度 = a = ??
解答:
以第一運動方程式來計算:
Vf = Vi + at
a = Vf - Vi / t
a = 70 - 10 / 30
a = 2 m / s2
因此,汽車的加速度為 2 m / s2
透過了解任何物體的距離、速度和行駛該距離所用的時間,你也可以輕鬆找到任何物體的加速度。如果你知道一個物體的初始速度和最終速度,以及從初始速度加速到最終速度所用的時間,那麼你就可以很容易的計算出物體的加速度。
在數學上,加速度 = 最終速度 - 初始速度 / 所用時間
a = Vf - Vi / t
讓我們用一個例子來學習使用這個公式:
一輛公車一開始以靜止 0 m / s 的初始速度移動,並且它在 30 分鐘內達到一半距離,然後它的最終速度變為 60 m / s。請問公車到達一半距離時的加速度是多少?
已知數值:
初始速度 = Vi = 0 m/s
最終速度 = Vf = 60 m/s
時間 = t = 30 m = 30 x 60 = 1800 s
加速度 = a = ??
解答:
a = Vf - Vi / t
a = 60 - 0 / 1800
a = 0.033 m / s2
是否可以在幾秒鐘內計算出加速度?
是的,工具城市提供加速度計算機工具,讓你可以在幾秒鐘內計算出加速度的數值。
如何使用工具城市的加速度計算機?
工具城市推出的加速度計算機的工作原理,與你輸入不同參數並獲得所需答案的其他計算器相同。 這個計算機在三種模式下工作;一是給定速度差,二是給定行駛距離,三是給定質量和力。
第一種模式,當使用速度差來計算時,需要輸入初始速度、最終速度和時間,以便計算出加速度。你還可以更改這些參數的單位,例如對於初始速度,你可以選擇 m/s、km/h、ft/s、km/s 等。
第二種模式,使用行進距離來計算加速度時,需要輸入初始速度、距離和時間。在此模式下,你可以更改初始速度、距離、時間和加速度的單位。
而第三種模式,當以質量和力來計算加速度時,你必須輸入質量和淨力。與之前的模式類似,你一樣能夠更改數值的單位。
計算完加速度後,你可以透過點擊"重置"按鈕,來再次計算不同的加速度值。
讓我們試著用這個加速度計算機來算出物體的加速度。例如一個 49 KN 的力施加在一個質量為 58 kg 的箱子上,算出這個物體的加速度?
當你對一個 58 kg 的箱子,施加 49 KN 的淨力,那麼這個箱子的加速度就是 845 m / s2。