가속도계는 가속도를 측정하는 장치입니다. 가장 간단한 가속도계 중 하나는 얇은 막대 나 끈에 매달려있는 작은 질량으로, 신체가 가속 할 때 자유롭게 피벗 할 수 있습니다. 가속도계를 함유 한 몸체가 한 방향을 가속화함에 따라 자유롭게 매달린 무게는 반대 방향으로 스윙합니다. 얼마나 멀리 스윙하는지는 신체가 얼마나 가속되는지를 나타냅니다. 이 예제 문제는 가속도계를 사용하여 중력의 힘을 결정하는 방법을 보여줍니다.
예제 문제 :
로켓 선박은 행성 표면 위로 날아갑니다. 로켓의 밑면에 부착 된 간단한 가속도계 역할을하기 위해 와이어로 매달린 질량이 매달려 있습니다. 로켓이 10m/s에서 가속함에 따라, 가속도계 질량은 34 °의 각도에 의해 편향된다. 이 행성의 중력 (g)으로 인한 가속도는 얼마입니까?
솔루션 : 다음은 문제의 예입니다. 배는 10m/s²의 일정한 가속으로 오른쪽으로 가속되고 있습니다. 질량은 중력의 힘에 의해 아래로 당겨 지지만 와이어의 장력에 의해 고정됩니다. 배가 가속화되면서 질량은 제자리에 머물기를 원하지만 와이어의 장력은 배와 함께 그것을 당깁니다.
다음은 질량에 작용하는 힘입니다.
먼저 X 방향에서 작용하는 힘을 찾아 봅시다.
σf x =tsinθ
가속도는 양의 X 방향으로 작용하고 있습니다
σf x =ma.
이 둘을 서로 동등하게 설정하십시오.
tsinθ =ma
이제 수직력을 위해.
σf y =tcosθ - mg
질량이 수직 방향으로 가속되지 않기 때문에 힘의 합은 수직으로 0입니다.
tcosθ - mg =0
tcosθ =mg
이제 우리는 두 개의 방정식과 두 개의 미지의 것을 가지고 있습니다.
tsinθ =ma
tcosθ =mg
두 방정식을 서로로 나눕니다.
tanθ =a/g
우리는 지구상의 중력을 알고 싶어하기 때문에 g.
를 해결하십시오.
a =10 m/s를 꽂고 θ =34 °
g =14.8 m/s
답변 :
이 행성의 중력으로 인한 가속도는 14.8 m/s입니다.
보너스 :
지구의 중력이 몇 번인지 알고 싶다면 대답을 지구의 중력으로 나눕니다.
(14.8 m/s) ÷ (9.8 m/s) =1.5
이 행성의 중력은 지구의 중력의 힘 1.5 배입니다.
