Vitesse négative et accélération nulle : comment, quand, exemple et problèmes

Dans cet article, nous allons discuter des causes de la vitesse négative et de l'accélération nulle, comment existe-t-il une vitesse négative, avec quelques exemples et problèmes.

Lorsque le système se déplace dans l'axe négatif de son origine ou ralentit, l'objet se déplace avec une vitesse négative et si l'objet décélère avec une vitesse constante, on dit que l'objet a une vitesse négative avec une accélération nulle.

Qu'advient-il de l'accélération lorsque la vitesse est négative ?

Si le déplacement de l'objet est inférieur à son mouvement initial, alors la vitesse de l'objet est réduite et mesurée comme négative.

Un objet se déplaçant avec vitesse négative, qui dit que la distance précédente parcourue par l'objet avec le temps est abaissée, alors l'accélération de l'objet diminue également en même temps et est négative.

Élucidons l'accélération de l'objet en mouvement avec un vitesse négative avec un exemple. Considérez un objet ralentissant sa vitesse après avoir parcouru une certaine distance. Toutes les 20 secondes, la vitesse de l'objet était notée. La vitesse initiale de l'objet était de 5 m/s et après 20 secondes, il a été noté que la vitesse d'un objet était réduite à 3 m/s.

Ensuite, l'accélération de l'objet est la différence entre la vitesse finale et initiale de l'objet divisée par l'intervalle de temps entre lequel le changement s'est produit ;

a1=(v2-v1)/ΔT=(3-5)/20=-2/20=0.1m/s2

Dès lors, nous pouvons voir que l'accélération de l'objet en ralentissement est négative car la différence entre la vitesse finale et initiale est négative car la vitesse initiale de l'objet en mouvement est supérieure à celle de la vitesse finale.

Si nous avons une vitesse négative de l'objet tout au long de son mouvement, c'est-à-dire que la direction de son déplacement est opposée à son mouvement, alors voyons quel sera l'effet sur l'accélération de l'objet dans cette circonstance. Il est évident que l'objet ayant une vitesse négative réduira sa vitesse avec le temps à mesure qu'il décélère.

Considérez un objet tombant de la colline vers le sol sous-jacent. Disons que la vitesse initiale de l'objet était de -4 m/s qui a ensuite été réduite à -6 m/s en 10 secondes, puis l'accélération d'un objet sera

a1=(v2-v1)/ΔT==[-6-(-4)]/10=0.2 m/s2

Par conséquent, l'accélération d'un objet sera négatif si la vitesse de l'objet est négatif. Ici, dans cet exemple, la vitesse est considérée comme négative car le déplacement de l'objet se fait dans une direction négative de son mouvement lorsqu'il tombe des hauteurs.

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Quel est l'exemple d'accélération zéro ?

L'objet est dit avoir une accélération nulle si la vitesse de l'objet reste inchangée avec le temps ou est au repos.

Tous les objets au repos ou en mouvement avec la même vitesse initiale du déplacement et maintiennent la même vitesse tant qu'ils sont en mouvement quelles que soient les forces extérieures agissant sur eux, alors c'est un exemple d'accélération nulle.

Quelques exemples d'accélération nulle sont, un photon qui est une particule légère et se déplace librement à une vitesse constante sans accélérer, un objet dans l'espace qui ne subit pas la force de gravitation et flotte donc dans l'espace, un objet dans un mouvement circulaire avec son élan conservé, un rocher debout sur une colline, un homme marchant à vitesse constante, une bouée flottant sur l'eau, un arbre, un poteau sur la rue, etc.

Conditions pour que l'accélération soit nulle

Il y a deux conditions où l'accélération peut être nulle, ce sont :

Déplacement égal à zéro.

x = 0

Pour un objet au repos, la vitesse de l'objet est nulle et donc l'accélération d'un objet sera également égale à zéro.

CodeCogsEqn 65 2

La vitesse initiale et finale de l'objet est la même et reste constante.

Vinitiale=Vfinale

Eh bien, si l'objet est en mouvement et conserve la vitesse constante pendant tout le temps, alors le changement de vitesse d'un objet est nul et donc l'accélération est nulle.

CodeCogsEqn 66 2

Graphique de vitesse négative en fonction du temps pour une accélération nulle

L'accélération est nulle si la vitesse de l'objet est constante.

vitesse négative et accélération nulle
Graphique de vitesse constante négative en fonction du temps

La vitesse de l'objet reste la même et ne varie pas avec le temps, nous obtenons donc une ligne droite en traçant le graphique de la vitesse en fonction du temps. Si la vitesse reste la même, qu'elle soit positive ou négative, l'accélération sera toujours nulle.

L'accélération peut-elle être positive lorsque la vitesse est nulle ?

L'accélération peut être positive ou négative en fonction de la variation de la vitesse de l'objet.

CodeCogsEqn 67 2

Comme il n'y a pas de vitesse qui implique que l'objet est stable au repos, il n'y aura pas d'accélération de l'objet puisque le taux de changement de vitesse trouvé à différents intervalles de temps sera également égal à zéro car il n'y a pas de mouvement d'un objet.

Eh bien, tous les objets en mouvement définissent également la vitesse, la vélocité et l'accélération. L'objet en mouvement ayant une accélération nulle implique que l'objet a une accélération égale à zéro. Cela suggère que l'objet a une accélération uniforme qui ne change pas avec le temps.

L'accélération de l'objet ne sera positive que lorsque l'objet se déplace avec la vitesse positive, c'est-à-dire que la vitesse de l'objet s'additionne avec le temps. Si un objet se déplace en sens inverse ou réduit sa vitesse avec le temps, l'objet aura vitesse négative et donc l'accélération est négative. Ce n'est que lorsque l'objet est au repos, son la vitesse sera égale à zéro et donc l'accélération n'existe pas dans ce cas.

Lisez sur l'accélération variable sur secousses.

Foire aux Questions

Q1. Considérez une voiture escaladant la pente la plus raide d'une montagne, le déplacement d'une voiture toutes les 5 minutes a été noté comme 50 m, 30 m et 15 m. Calculer la vitesse d'une voiture variée toutes les 5 minutes et ainsi trouver l'accélération d'une voiture.

Solution:Le déplacement d'une voiture en 5 minutes est de 50m.

Ensuite, la vitesse initiale d'une voiture pendant les 5 premières minutes était,

CodeCogsEqn 68 1

Dans les 5 minutes suivantes, le déplacement était de 30 m, donc la vitesse était

CodeCogsEqn 69 1

Et le déplacement final était de 15 m en 5 minutes, donc la vitesse était égale à

CodeCogsEqn 70 1

Par conséquent, l'accélération d'une voiture était

CodeCogsEqn 71 1

L'accélération d'une voiture est très faible mais négative car la vitesse d'une voiture diminue à une vitesse infime.

Pourquoi l'objet a-t-il une accélération nulle ?

Un objet se déplaçant à une vitesse uniforme ou restant au repos aura une accélération nulle.

S'il n'y a pas de force externe agissant sur l'objet qui aurait pu entraîner le changement de la vitesse ou de la direction de son mouvement, l'objet continuera à rester dans un mouvement uniforme avec une accélération nulle.

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