Negatiewe snelheid en negatiewe versnelling: hoekom, hoe, grafiek, voorbeeld en gedetailleerde feite


In hierdie artikel gaan ons die afhanklikheid van die negatiewe snelheid en negatiewe versnelling op mekaar bespreek met 'n paar voorbeelde en grafieke.

As die voorwerp in die rigting teenoor sy beweeglikheid skuif, is die snelheid van die voorwerp negatief. Daar word gevind dat die versnelling van die voorwerp negatief is as die snelheid van 'n voorwerp met tyd afneem.

Wat is negatiewe snelheid?

'n Negatiewe snelheid is 'n verhouding van die verplasing van 'n voorwerp in 'n rigting weg van sy bewegingsrigting.

As die bewegingsrigting van 'n voorwerp teenoorgestelde is, dan is die verplasing, dan is die snelheid van die voorwerp negatief.

Die snelheid word deur die vergelyking gegee

v=(Δx/Δt)=(x2-x1)/(t2-t1)—(1)

Vir die snelheid om negatief te wees in die bogenoemde vergelyking (1),

x2>x1

Die finale verplasing van die voorwerp moet minder wees as die aanvanklike verplasing.

Wat is negatiewe versnelling?

'n Voorwerp wat met tyd verlangsaam, sal die vermindering in die snelheid van die voorwerp met tyd en afstand toon.

Daar word gesê dat 'n voorwerp versnel as daar 'n verandering in die snelheid van 'n voorwerp tydens sy beweging is. Die snelheid van 'n voorwerp wissel en verlaag saam met die verplasing, die versnelling van 'n voorwerp sal die versnelling van 'n voorwerp verlaag.

a=(Δv/Δt)=(v2-v1)/(t2-t1)

Vir versnelling om negatief te wees in die bogenoemde vergelyking (2),

v2>v1

Vir versnelling om negatief te wees, moet die aanvanklike versnelling van 'n voorwerp groter wees as die snelheid van die voorwerp by verdere versnelling.

Kan jy negatiewe snelheid en negatiewe versnelling hê?

Dit is moontlik in die geval van 'n voorwerp wat sy spoed vertraag, of van 'n groter hoogte val, of wegbeweeg van die oorspronklike bewegingsrigting, wat sy rigting omkeer.

As die posisie van 'n voorwerp weg van sy bewegingsrigting verander en snelheid neem af met tyd, dan het die voorwerp negatiewe snelheid en negatiewe versnelling beide.

Ons kan 'n eenvoudige voorbeeld oorweeg van 'n komeet wat die Son van veraf newel nader deur na die gravitasiekrag van die Son aan te trek. Maar soos dit naby die Son nader, kry dit potensiële energie en wyk dit terug van sy bewegingsrigting, en versnel weg van die Son in 'n paraboliese pad.

Aangesien die komeet ver van die Son af is, is sy spoed ongeveer 2000 myl per uur, sodra dit naby die Son kom, word sy spoed byna 100000 myl per uur as gevolg van die eksterne gravitasiekrag van die Son op die komeet. Wanneer die Son afbuig, is sy spoed selfs hoog en neem af soos die afstand vanaf die Son toeneem.

Gevolglik is die snelheid van die komeet eintlik negatief terwyl hy weg van die Son af beweeg en dus is die versnelling ook negatief aangesien die snelheid mettertyd afneem.

Lees meer oor komete.

Negatiewe snelheid Negatiewe versnellingsgrafiek

Om die snelheid van die voorwerp te meet, moet ons 'n grafiek van die verplasing van 'n voorwerp op verskillende tydsduur teken. Die volgende is 'n posisie-tyd grafiek van 'n vertraagde voorwerp.

negatiewe snelheid en negatiewe versnelling
Posisie-Tyd Grafiek

Die grafiek toon dat die verplasing van 'n voorwerp in 'n omgekeerde rigting is en die posisie van 'n voorwerp vanaf sy oorsprong verminder met tyd. Wanneer jy die helling van 'n posisie-tyd grafiek vind, sal jy die snelheid van die grafiek vind. In die bostaande grafiek neem die snelheid van die voorwerp af met tyd en dus word die snelheid as negatief bereken.

Om die versnelling van 'n voorwerp uit te vind, stip ons 'n grafiek van snelheid v/s tyd tempo van verandering van snelheid. Die grafiek is soos volg:

negatiewe snelheid en negatiewe versnelling
Snelheid-tyd grafiek

Uit die grafiek kan ons sien dat die snelheid lineêr daal met tyd. Die helling van 'n grafiek gee die versnelling van 'n voorwerp. Aangesien die snelheid met tyd afneem, is die versnelling negatief.

As die voorwerp teen 'n hoër snelheid as die vorige versnel, sal ons 'n hê positiewe helling van 'n grafiek en dus 'n positiewe versnelling.

Negatiewe snelheid en negatiewe versnelling voorbeeld

Dink aan 'n vliegtuig wat teen 'n spoed van 850 km/h reis, versnel op 'n laer hoogte tot 'n spoed van 580 km/h en spoed dan af na die oppervlak van die Aarde en verlaag sy spoed tydens sy landing. Die horisontale snelheid van die vliegtuig word afgelei terwyl die vertikale snelheid ook afneem terwyl die vliegtuig op die grond land.

Hier, in hierdie geval, neem die afstand tussen die vliegtuig en die landingsgebied af met tyd. Aanvanklik het die vliegtuig op 'n hoogte van 10,000 8000 meter bo die oppervlak gevlieg en volg dan die laer hoogte op 'n hoogte van 10 XNUMX meter in XNUMX minute. Dan kan die snelheid bereken word as die verandering in posisie met betrekking tot die aanvanklike posisie en die tyd gegee deur die vergelyking

v=(x2-x1)/(t2-t1)

hier, x1=10000 meter, x2=8000 meter,

Gevolglik is die snelheid van die vliegtuig terwyl dit afkom na die laer hoogtes -3.33 m/s. Dit word gesien dat namate die hoogte van die vliegtuig afneem, word die snelheid daarvan bereken en gevind dat dit negatief is.

Die versnelling van 'n vliegtuig is 'n gevarieerde snelheid met tyd, gegee deur die verband

a=(v2-v1)/Δt

Die aanvanklike snelheid van die vliegtuig was 850 km/h wat toe tot 580 km/h verminder is. Gevolglik is die versnelling van die vliegtuig met dalende snelheid

Ons het v1=850 km/h, v2=580 km/h, Δt=600 sekondes

a=(580-850)/600=-270/600=-0.45m/s2

Aangesien die snelheid met tyd afneem, word die versnelling negatief.

Hoe werk negatiewe snelheid en negatiewe versnelling?

Die snelheid is direk verwant aan die verandering in die verplasing, terwyl die versnelling van die voorwerp afhang van die verandering in sy snelheid.

Die negatiewe snelheid keer die rigting van die voorwerp om aangesien die verplasing in die negatiewe as van die stelsel is terwyl die spoed van die voorwerp verminder word as gevolg van negatiewe versnelling.

Die negatiewe snelheid trek die voorwerp terug in 'n rigting teenoor sy beweging en die negatiewe versnelling vertraag die spoed van 'n versnellende voorwerp en dus vertraag dit.

Die voorwerp wat vanaf 'n sekere hoogte op die grond val, skakel die potensiële energie om na die kinetiese energie wat gebruik word om homself van die hoogte na die grondoppervlak te verplaas. Die hoogte van die voorwerp vanaf die grond waarvandaan sy vlug aanvanklik begin het, neem af. verenigbaarheid, die snelheid van die voorwerp is negatief aangesien die verplasing van 'n voorwerp in 'n negatiewe as is.

Gestel ons gooi 'n voorwerp in 'n projektielbeweging, die snelheid van die voorwerp wanneer die hoogste bereik word hoogte verminder sodra al die kinetiese energie van die voorwerp teruggeskakel is na die potensiële energie van die voorwerp.

Van hier af neem die snelheid van die voorwerp aanvanklik toe namate die potensiële energie in kinetiese energie omgeskakel word en as gevolg van die gravitasiekrag wat op die voorwerp inwerk, en verlaag dan die snelheid effens terwyl dit afwaarts versnel en skerp aftrek wanneer dit naby die oppervlak van die Aarde kom. .

Soos die snelheid met tyd afneem, is die verskil in die voorafgaande en die aanvanklike snelheid negatief en dus is die versnelling van die voorwerp negatief.

Wanneer snelheid negatief en versnelling negatief is, wat gebeur met die voorwerp?

Wanneer die snelheid negatief van die voorwerp is, is die verplasing in die omgekeerde rigting en wanneer versnelling negatief is, word die spoed van die voorwerp wat versnel, verminder.

Soos die snelheid en sowel as die versnelling van die voorwerp afneem, word die kinetiese energie van die voorwerp omgeskakel na die potensiële energie van die voorwerp. Ons kan selfs in ag neem dat daar 'n eksterne impak op die voorwerp is, waardeur die snelheid van die voorwerp daal.

Lees meer oor Negatiewe snelheidsgrafiek: verskillende grafieke en hul verduidelikings.

Algemene vrae

V1. Hoe sal die grafiek van snelheid v/s tyd lyk vir die komeet wat die Son nader en dan terugbuig? Verduidelik die grafiek vir dieselfde met betrekking tot snelheid en versnelling.

Die spoed van die komeet terwyl hy die Son van ver af nader, is ongeveer 2000 km/h, en neem toe namate die gravitasiekrag op die komeet toeneem met dalende afstand

Die spoed word ongeveer 1L km/h wanneer dit naby die Son is. Gevolglik is die verandering in snelheid van die komeet positief en daarom is die versnelling van die komeet ook positief soos in die grafiek hieronder getoon.

negatiewe snelheid en negatiewe versnelling
Snelheid v/s tydgrafiek vir die komeet in die sonnewel

Dit ontvang die energie van die son en vee terug teen die swaartekrag van die Son en verminder sy snelheid geleidelik soos dit die afstand van die Son af verbygaan. Aanvanklik sal daar 'n groot daling in die snelheid wees, aangesien die komeet sy ekstra energie wat van die straling van die Son ontvang word vinnig sal verloor.

Aangesien die snelheid van die komeet afneem, is die versnelling van die komeet negatief en dieselfde word in die grafiek getoon waar die snelheid met tyd afwaarts hell.

V2. Oorweeg 'n voorwerp wat verlangsaam, baseer op die verplasing van 'n voorwerp weg van sy oorspronklike posisie met die tyd wat die snelheid bereken en vir dieselfde tydinterval geplot is. Die grafiek word hieronder getoon. Gebaseer op die volgende grafiek, bereken die versnelling van die voorwerp wanneer tyd gelyk is aan 5 sekondes.

Snelheid-tyd grafiek

Oplossing: Uit die bostaande grafiek, die snelheid van die voorwerp op tyd t=5sekondes, was die snelheid van die voorwerp v=-20 m/s.

Die snelheid is die produk van die versnelling van die voorwerp gedurende daardie tyd.

[latex]v=by[/latex]

Dus, die versnelling van die voorwerp is

[latex]a=\frac{v}{t}[/latex]

[latex]a=\frac{-20m/s}{5s}=-4m/s^2[/latex]

Daarom was die versnellingstempo van 'n voorwerp op tyd t=5 sekondes -4m/s2.

Is negatiewe versnelling dieselfde as die vertraging van die voorwerp?

Die versnelling van die voorwerp is negatief as die snelheid van die voorwerp met tyd afneem.

As die snelheid van die voorwerp saam met die afstand afneem, word gesê dat die voorwerp met tyd vertraag word. Die vertraagde voorwerp gaan gepaard met negatiewe versnelling.

Waarom is die snelheid van 'n vallende voorwerp vanaf die hoogte negatief?

As die voorwerp in 'n omgekeerde rigting beweeg, is die verskil tussen die finale en aanvanklike verplasing negatief.

Aangesien die verplasing van 'n vallende voorwerp in 'n omgekeerde rigting is, is sy snelheid en dus sal die versnelling negatief wees.

Is dit moontlik om die afstand wat deur 'n voorwerp afgelê word vanaf sy snelheid-tyd grafiek te meet?

Ja, die verplasing van 'n voorwerp kan gevind word vanaf die snelheid-tyd grafiek.

Aangesien snelheid gedefinieer word as 'n afstand wat die voorwerp in 'n gegewe tyd aflê, sal afstand gelyk wees aan die snelheid van die voorwerp gedurende daardie tyd en die tydsduur waarteen die snelheid opgemerk is.

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings