Informații generale
Accelerația este schimbarea vitezei corporale pe o anumită perioadă de timp. În sistemul SI, accelerația este măsurată în metri pe secundă pe secundă. Alte unități sunt, de asemenea, adesea folosite. Accelerația poate fi constantă, de exemplu accelerarea corpului în cădere liberă, dar poate schimba, de exemplu, accelerarea unei mașini în mișcare.
Inginerii și designerii iau în considerare accelerarea designului și fabricării autoturismelor. Șoferii folosesc cunoștințele despre cât de repede mașina accelerează sau încetinește în timpul conducerii. De asemenea, accelerarea cunoașterii ajută la constructori și ingineri pentru a preveni sau minimiza daunele provocate de accelerarea bruscă sau decelerare, legate de lovituri sau socurilor, cum ar fi coliziuni auto sau în timpul cutremurelor.
Piramida din Transamerica din San Francisco, Statele Unite ale Americii. Această clădire este rezistentă la forțele de torsiune, care acționează asupra acesteia în timpul fenomenelor seismice.
Protecție împotriva accelerației cu structuri de amortizare și amortizare
Dacă constructorii iau în considerare posibilele accelerații, clădirea devine mai rezistentă la șocuri, ceea ce contribuie la salvarea vieților oamenilor în timpul cutremurelor. În locurile cu seismicitate ridicată, de exemplu în Japonia, clădirile sunt construite pe platforme speciale, care reduc accelerația și atenuarea șocurilor. Designul acestor platforme este similar cu suspensia în mașini. Suspensia simplificată este folosită și în cazul bicicletelor. Adesea este montată pe biciclete de munte pentru a reduce disconfortul, rănirea și deteriorarea bicicletei datorită accelerațiilor bruscă ale șocului atunci când conduceți pe suprafețe neuniforme. Podurile sunt de asemenea montate pe suspensie pentru a reduce accelerația pe care podul o conduce. Accelerațiile cauzate de mișcarea în interiorul și în exteriorul clădirilor interferează cu muzicienii din studiourile de muzică. Pentru ao reduce, întregul studio de înregistrare este suspendat pe dispozitivele de amortizare. Dacă un muzician aranjează un studio de înregistrare la domiciliu într-o încăpere fără izolare fonică suficientă, atunci este foarte dificil și costisitor să-l atârnați într-o clădire deja construită. Acasă, numai podeaua este fixată la suspensie. Deoarece efectul accelerației scade odată cu creșterea maselor la care acționează, în loc să utilizeze suspensii, uneori greutăți pereții, podeaua și tavanul. Plafoanele sunt, de asemenea, dispuse uneori ca agățate, deoarece nu este atât de dificil și costisitor de făcut, dar ajută la reducerea penetrării zgomotului exterior în încăpere.
Accelerarea în fizică
Legea a doua a lui Newton
Legea a doua a lui Newton
Conform celei de-a doua legi a lui Newton, forța care acționează asupra corpului este egală cu produsul de masă corporală și accelerație. Forța poate fi calculată folosind formula F = ma, unde F este forța, m este masa și a este accelerația. Deci forța care acționează asupra corpului își schimbă viteza, adică dă-o accelerație. Conform acestei legi, accelerația depinde nu numai de magnitudinea forței care împinge corpul, dar depinde și proporțional de greutatea corporală. Aceasta înseamnă că, dacă forța acționează asupra a două corpuri, A și B, iar B este mai greu, atunci B se va mișca cu o accelerare mai mică. Această înclinație a corpurilor de a rezista la o schimbare a accelerației se numește inerție.
Inerția este ușor de văzut în viața de zi cu zi. De exemplu, șoferii nu poartă o cască, iar motocicliștii călătoresc de obicei în casca și adesea în alte îmbrăcăminte de protecție, cum ar fi jachetele din piele cu îngroșări. Unul dintre motivele pentru care - într-o coliziune cu bicicleta o masina brichetă și călărețul pentru a schimba rapid viteza, care este, începe să se deplaseze cu o mai mare accelerație decât o mașină. Dacă nu este acoperită de o motocicletă, atunci motociclistul va ieși probabil din scaunul motocicletei, deoarece este chiar mai ușor decât o motocicletă. În orice caz, motociclistul va primi răni grave, în timp ce șoferul - mult mai mic, deoarece mașina și șoferul vor obține o accelerare mult mai mică la coliziune. În acest exemplu, forța gravitației universale nu este luată în considerare; se presupune că este neglijabilă în comparație cu alte forțe.
Accelerarea și mișcarea într-un cerc
Un corp care se deplasează într-un cerc cu o viteză de aceeași magnitudine este o viteză variabilă a vectorului, deoarece direcția sa este în continuă schimbare. Adică, acest organism se mișcă cu accelerare. Accelerarea este îndreptată spre axa de rotație. În acest caz, este în centrul cercului, care este traiectoria mișcării corpului. Această accelerare, precum și forța care o provoacă, se numesc centripetale. Conform celei de-a treia legi a lui Newton, fiecare forță are o forță contra-acționând în direcția opusă. În exemplul nostru, această forță se numește o forță centrifugă. Este cea care ține cărucioarele pe un coaster, chiar și atunci când se mișcă într-o stare inversată de-a lungul șinelor circulare verticale. Forța centrifugă împinge căruciorul din centrul cercului creat de șine, astfel încât acestea sunt presate pe șine.
Accelerarea și forța de atracție
Tragerea gravitațională a planetelor este una dintre forțele principale care acționează asupra corpurilor și le dă accelerație. De exemplu, această forță atrage spre corpurile de suprafață ale Pământului care sunt aproape de Pământ. Datorită acestei forțe, corpul care este eliberat lângă suprafața Pământului și pe care nu acționează alte forțe, se află în cădere liberă până când se ciocnește cu suprafața pământului. Accelerarea acestui corp, denumită accelerare a căderii libere, este de 9,80665 de metri pe secundă pe secundă. Această valoare constantă este notată cu g și este adesea folosită pentru a determina greutatea corporală. Deoarece conform celei de-a doua legi a lui Newton F = ma, greutatea, adică forța care acționează asupra corpului, este produsul masei și accelerația gravitației g. Greutatea corporală este ușor de calculat, astfel încât greutatea este, de asemenea, ușor de găsit. Este demn de remarcat faptul că cuvântul "greutate" în uzul cotidian deseori denotă o proprietate a corpului, masă, nu forță.
Accelerarea căderii libere este diferită pentru diferite planete și obiecte astronomice, deoarece depinde de masa lor. Accelerația căderii libere în apropierea Soarelui este de 28 de ori mai mare decât cea a Pământului, lângă Jupiter, este de 2,6 ori mai mare și aproape de Neptun - de 1,1 ori. Accelerarea de lângă alte planete este mai mică decât cea terestră. De exemplu, accelerarea la suprafața lunii este accelerația de 0,17 la suprafața Pământului.
Accelerarea și vehiculele
Teste de accelerare pentru autoturisme
Efectul accelerației asupra oamenilor
Când deplasați mașina cu accelerația pasagerilor, trageți spre partea opusă mișcării și accelerației. Adică înapoi - la accelerare și înainte - la frânare. La opriri bruște, de exemplu în timpul unei coliziuni, pasagerii atrag atât de mult că pot să iasă din scaun și să lovească pielea mașinii sau a ferestrei. Probabil chiar că își vor rupe greutatea cu paharul și vor zbura din mașină. Din cauza acestui pericol, în multe țări au fost adoptate legi care prevăd că toate centurile ar trebui montate în toate mașinile noi. În multe țări, sa impus și cerința că șoferul, toți copiii și cel puțin pasagerul din scaunul din față trebuie să poarte centuri de siguranță în timp ce conduc.
Nava spatiala in timpul intrarii pe orbita Pamantului se misca cu o mare acceleratie. Revenirea la Pământ, dimpotrivă, este însoțită de o încetinire puternică. Acest lucru nu numai că provoacă disconfort pentru astronauți, dar este și periculos, astfel încât aceștia urmează un curs intensiv de instruire înainte de a intra în spațiu. O astfel de instruire ajută astronauții să transfere mai ușor supraîncărcarea asociată cu o accelerare ridicată. Piloții aeronavelor de mare viteză fac, de asemenea, această pregătire, deoarece aceste aeronave ating o accelerare ridicată. Fără antrenament, accelerarea bruscă determină scurgerea de sânge din creier și pierderea vederii de culoare, apoi laterală, apoi viziunea în general și apoi pierderea conștiinței. Acest lucru este periculos, deoarece piloții și astronauții nu pot controla un astfel de stat un avion sau o navă spațială. În timp ce instruirea pentru supraîncărcare nu a devenit o cerință obligatorie în formarea piloților și a astronauților, supraîncărcarea cu accelerație ridicată sa încheiat uneori cu accidente și moartea piloților. Antrenamentul ajută la prevenirea inconștientului și îi permite piloților și astronauților să efectueze o accelerație mare pentru o perioadă mai lungă de timp.
În interiorul cockpitului navei spațiale Apollo CM-011A la bordul navei Hornet CV-12,
Pe lângă exercițiile din centrifugă, descrise mai jos, astronauții și piloții sunt învățați o metodă specială de a contracta mușchii abdominali. În același timp, vasele de sânge înguste și mai puțin sânge intră în partea inferioară a corpului. Preveniți scurgerea de sânge din creier în timpul accelerării, de asemenea, ajuta la anti-g costume, astfel cum a construit în ele perne speciale umplute cu aer sau apă și se pune presiune asupra stomacului și a picioarelor. Aceste tehnici împiedică mecanismul de ieșire a sângelui, în timp ce perforațiile din centrifugă îi ajută pe om să își sporească rezistența și dependența de accelerația ridicată. Centrifuga în sine este o țeavă orizontală cu cabină la un capăt al țevii. Se rotește într-un plan orizontal și creează condiții cu o mare accelerație. Cabina este echipată cu o suspensie cu braț și se poate roti în diferite direcții, asigurând o sarcină suplimentară. În timpul antrenamentului, cosmonauții sau piloții poartă senzori, iar medicii își monitorizează indicatorii, de exemplu, pentru puls. Acest lucru este necesar pentru securitate și ajută la monitorizarea adaptării oamenilor. Într-o centrifugă, puteți simula atât accelerarea în condiții normale, cât și intrarea balistică în atmosferă în timpul accidentelor. Cosmonauții care sunt instruiți într-o centrifugă, spun că au un disconfort sever în piept și în gât.
Ați putea fi interesat de alți convertori din grupul "Mecanică":
Trimiteți-le prietenilor: