Девятый класс
  1. Механика  1.1. Движение  1.1.1. Виды движения  1.1.2. Расстояние и перемещение  1.1.3. Скорость и вектор скорости  1.1.4. Ускорение  1.1.5. Графическое представление движения  1.1.6. Уравнения движения  1.1.7. Равномерное и неравномерное движение  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Relative speed  1.1.10. Circular motion  1.2. Законы силы и движения  1.2.1. Понятие силы  1.2.2. Первый закон Ньютона  1.2.3. Newton's second law of motion  1.2.4. Третий закон Ньютона  1.2.5. Инерция и виды инерции  1.2.6. Motion  1.2.7. Conservation of momentum  1.2.8. Применение законов Ньютона в повседневной жизни  1.2.9. Types of Forces (Contact and Non-Contact)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Гравитационная сила  1.3.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.3.2. Важность гравитационной силы  1.3.3. Ускорение из-за гравитации  1.3.4. Свободное падение и невесомость  1.3.5. Масса и вес  1.3.6. Изменение g с высотой и глубиной  1.3.7. Kepler's laws of planetary motion  1.3.8. Satellites and their orbits  1.4. Work, Energy and Power  1.4.1. Понятие работы  1.4.2. Положительные и отрицательные действия  1.4.3. Работа, совершаемая постоянной и переменной силой  1.4.4. Энергия и ее формы  1.4.5. Кинетическая и потенциальная энергия  1.4.6. Закон сохранения энергии  1.4.8. Коммерческая единица энергии  1.4.9. Теорема о работе и энергии  1.5. Простые механизмы  1.5.1. Types of simple machines  1.5.2. Механическое преимущество  1.5.3. Эффективность машин  1.5.4. Рычаги и их типы  1.5.5. Блоки и наклонные плоскости  1.5.6. Шестерни и их применение
  2. Свойства материи  2.1. Состояния материи  2.1.1. Solids, liquids and gases  2.1.2. Свойства различных состояний вещества  2.1.3. Изменение состояния вещества  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе — Эйнштейна  2.2. Плотность и давление  2.2.1. Понятие плотности и относительной плотности  2.2.2. Давление в твердых телах, жидкостях и газах  2.2.3. Pascal's law and its applications  2.2.4. Атмосферное давление и его вариации  2.2.5. Surface tension and capillarity  2.3. Плавучесть и принцип Архимеда  2.3.1. Выталкивающая сила  2.3.2. Закон Архимеда  2.3.3. Применения принципа Архимеда  2.3.4. плавучие и тонущие объекты  2.3.5. Теория плавания и принцип Архимеда
  3. Теплота и термодинамика  3.1. Температура и тепло  3.1.1. Концепция тепла и температуры  3.1.2. Измерение температуры  3.1.3. Шкалы температуры  3.2. Heat transfer  3.2.1. Проводимость тепла  3.2.2. Конвекция тепла  3.2.3. тепловое излучение  3.2.4. Применения теплообмена  3.2.5. Теплопроводность  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Расширение твердых тел, жидкостей и газов  3.3.2. Abnormal expansion of water  3.3.3. Применение теплового расширения  3.4. Удельная теплоемкость и скрытая теплота  3.4.1. Концепция удельной теплоемкости  3.4.2. Измерение и применение удельной теплоемкости  3.4.3. Latent heat of fusion and vaporization  3.4.4. Тепловые двигатели и эффективность
  4. Волны и звук  4.1. Waves and their types  4.1.1. Механические и электромагнитные волны  4.1.2. Продольные и поперечные волны  4.1.3. Свойства волн  4.1.4. Длина волны, частота и скорость волны  4.1.5. Наложение волн  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Природа и передача звука  4.2.2. Скорость звука в различных средах  4.2.3. Отражение звука и эхо  4.2.4. Sonar and ultrasound  4.2.5. Резонанс и пульсация  4.3. Характеристики звука  4.3.1. Интенсивность, громкость и качество звука  4.3.2. Эффект Доплера в звуке
  5. Освещение и оптика  5.1. Отражение света  5.1.1. Законы отражения  5.1.2. Отражение от плоского зеркала  5.1.3. Отражение от сферического зеркала  5.1.4. Формирование изображения вогнутыми и выпуклыми зеркалами  5.1.5. Применения отражения  5.2. Преломление света  5.2.1. Законы преломления  5.2.2. Показатель преломления  5.2.3. Преломление через стеклянную плиту  5.2.4. Refraction in water and air  5.2.5. Lenses and their types  5.2.6. Image formation by convex and concave lenses  5.2.7. Total internal reflection and its applications  5.3. Дисперсия и рассеяние света  5.3.1. Спектр белого света  5.3.2. Prisms and Dispersion  5.3.3. Эффект Тиндаля и голубое небо
  6. Электричество и магнетизм  6.1. Электрический заряд и статическое электричество  6.1.1. Понятие электрического заряда  6.1.2. Зарядка трением, контактом и индукцией  6.1.3. Электроскоп и его работа  6.2. Current Electricity  6.2.1. Понятие электрического тока  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Факторы, влияющие на сопротивление  6.2.4. Последовательные и параллельные схемы  6.2.5. Тепловой эффект электрического тока  6.2.6. Электрическая мощность и энергия  6.3. Магнетизм  6.3.1. Естественные и искусственные магниты  6.3.2. Свойства магнитов  6.3.3. Earth's magnetism  6.3.4. Magnetic field and field lines  6.3.5. Электромагниты и их применение
  7. Современная физика  7.1. структура атома  7.1.1. Atomic Structure and Subatomic Particles  7.1.2. Электроны, протоны и нейтроны  7.1.3. Модель Резерфорда и Бора  7.2. Радиоактивность  7.2.1. Types of radioactive emissions  7.2.2. Период полураспада и радиоактивный распад  7.2.3. Использование и опасности радиации
  8. Space science and astronomy  8.1. Вселенная и ее компоненты  8.1.1. Звезды и галактики  8.1.2. Planets and Solar System  8.2. Спутники  8.2.1. Естественные и искусственные спутники  8.2.2. Использование спутников

Девятый класс → Механика → Движение ↓


Ускорение


Ускорение — это фундаментальная концепция в физике, описывающая, как со временем изменяется скорость объекта. Это векторная величина, то есть имеющая как величину, так и направление. В этом уроке мы подробно изучим концепцию ускорения, используя простой английский язык, многочисленные примеры и визуальные объяснения.

Что такое ускорение?

Чтобы понять ускорение, сначала нужно понять скорость. Скорость — это скорость чего-либо в определенном направлении. Например, если автомобиль движется на восток со скоростью 60 километров в час (км/ч), это его скорость.

Теперь ускорение возникает, когда происходит изменение скорости. Это изменение может быть увеличением или уменьшением скорости, изменением направления или тем и другим одновременно. Например, если упомянутый ранее автомобиль ускоряется до 80 км/ч, замедляется до 40 км/ч или поворачивает на север, сохраняя скорость, он ускоряется во всех этих сценариях.

Типы ускорения

Основные три сценария, когда происходит ускорение:

  • Положительное ускорение: Это происходит, когда объект увеличивает скорость. Например, когда машина начинает двигаться из состояния покоя на светофоре и набирает скорость, она испытывает положительное ускорение.
  • Отрицательное ускорение или замедление: Это происходит, когда объект замедляется. Используя пример автомобиля, когда он подъезжает к стоп-сигналу и начинает замедляться, автомобиль тормозит.
  • Изменение направления: Даже если скорость остается постоянной, если объект меняет направление, он ускоряется. Рассмотрите автомобиль, движущийся с постоянной скоростью по круговой трассе. Хотя скорость не меняется, направление постоянно меняется, таким образом автомобиль ускоряется.

Формула ускорения

Математически ускорение вычисляется путем деления изменения скорости на время, в течение которого это изменение происходит. Формула для расчета ускорения:

a = (v_f - v_i) / t

Где:

  • a = ускорение
  • v_f = конечная скорость
  • v_i = начальная скорость
  • t = период времени, в течение которого происходит изменение

Единицы измерения ускорения

Стандартная единица измерения ускорения — метры в секунду в квадрате (м/с 2), но его также можно выразить в других единицах, таких как километры в час в квадрате. Это зависит от используемых единиц для скорости и времени.

Визуальный пример 1: Линейно ускоряющийся автомобиль

Давайте представим, как работает ускорение, когда скорость автомобиля увеличивается. Представьте себе, как машина начинает двигаться с нулевой скорости и ускоряется по прямой:

Шаг 1: v_i = 0 м/с, t = 0 с --> машина находится в покое.
Шаг 2: Через 1 секунду, v_f = 3 м/с.
Шаг 3: Через 2 секунды, v_f = 6 м/с.
Автомобиль увеличивает скорость на 3 м/с каждую секунду.
        
        
        Путь автомобиля

В этом примере ускорение является постоянным, и можно сказать, что ускорение автомобиля составляет 3 м/с2.

Пример урока 1: Бросание мяча вверх

Рассмотрим бросание мяча прямо вверх в воздух. Давайте разобьем это на части:

  1. Начальный бросок: мяч удаляется от вашей руки с большой положительной скоростью при приложении вверх силы.
  2. В середине: мяч замедляется до полной остановки на пике. Здесь скорость равна нулю, и он начинает двигаться назад.
  3. Приземление: мяч ускоряется в направлении земли, увеличивая скорость, пока он не будет пойман или не ударится о землю.

Когда мяч поднимается, действует постоянное отрицательное ускорение из-за силы тяжести (известное как гравитационное ускорение, которое составляет примерно 9.81 м/с 2 по направлению к Земле). Когда мяч падает, мяч ускоряется в противоположном направлении с той же скоростью.

Визуальный пример 2: Велосипедист, делающий поворот

        
        
        
        Путь поворота

Представьте себе велосипедиста, движущегося с постоянной скоростью, но поворачивающего в круговом повороте. Хотя скорость остается прежней, направление меняется, что представляет собой изменение векторной скорости. Это пример центростремительного ускорения, которое необходимо для изменения направления при сохранении постоянной скорости.

Текстовый пример 2: Остановка автобуса

Рассмотрим автобус, движущийся со скоростью 20 метров в секунду (20 м/с), который начинает уменьшать скорость для остановки на остановке:

  1. Начальная скорость составляет 20 м/с.
  2. При торможении скорость постепенно уменьшается до 15 м/с, 10 м/с, 5 м/с и, наконец, до 0 м/с.

Здесь автобус испытывает отрицательное ускорение при замедлении. Значение ускорения будет отрицательным, что представляет собой уменьшение скорости с течением времени до полной остановки автобуса.

Роль ускорения в повседневной жизни

Ускорение — это не только физическая концепция, но и важная часть повседневного опыта. Вот некоторые сценарии:

  • Когда вы нажимаете на педаль газа автомобиля, скорость транспортного средства увеличивается.
  • Торможение создает отрицательное ускорение, которое замедляет транспортное средство.
  • Американские горки предоставляют захватывающие ощущения, быстро изменяя скорость и направление, демонстрируют как положительное, так и отрицательное ускорение.

Задачи на ускорение

Давайте решим простую задачу, чтобы лучше понять ускорение:

Проблема: Скейтбордист начинает двигаться из состояния покоя и достигает скорости 10 м/с за 5 секунд. Каково его ускорение?

Решение:

        v_i = 0 м/с (начальная скорость), v_f = 10 м/с (конечная скорость), t = 5 с
a = (v_f - v_i) / t
a = (10 м/с - 0 м/с) / 5 с
a = 2 м/с 2

Скейтбордист ускоряется со скоростью 2 метра в секунду в квадрате.

Заключение

Ускорение является фундаментальным аспектом движения в физике, необходимым для понимания того, как скорость объектов изменяется с течением времени. Будь то автомобили, движущиеся по дорогам, спортсмены, спринтующие или небесные тела, движущиеся в космосе, ускорение играет важную роль. Понимая типы, уравнения и контексты реальной жизни, вы сможете лучше понять, насколько динамичен наш мир.


Девятый класс → 1.1.4


U
username
0%
завершено в Девятый класс

← Предыдущий (1.1.3)
Скорость и вектор скорости
Следующий (1.1.5) →
Графическое представление движения

Комментарии 



Ускорение

https://www.physicsflow.com/g9/1.1.4?pfal=ru