Kecepatan adalah pengukuran praktis yang memberitahu Anda seberapa cepat Anda bisa mendapatkan dari satu tempat ke tempat lain. top speed Sebuah mobil biasanya indikasi yang baik tentang bagaimana kuat mesin itu, tapi tetap dengan asumsi setiap orang dalam batas kecepatan maksimum, kecepatan maksimum hanya angka-angka pada menggunakan kertas-sedikit atau tidak kepada siapa pun.
Percepatan jauh lebih menarik daripada kecepatan dan lebih bermanfaat jika Anda perlu untuk keluar dari bahaya di belakang kemudi: itu seberapa cepat sesuatu yang dapat mempercepat atau memperlambat. Mengukur percepatan agak sedikit lebih rumit dari pengukuran kecepatan karena melibatkan mencari tahu bagaimana perubahan kecepatan selama periode waktu. Bagaimana Anda mengukur percepatan? Tidak mengherankan, dengan perangkat yang disebut accelerometer. Dulu kau telah menemukan gadget seperti ini hanya dalam ruang atau roket jumbo jet, sekarang mereka berada di hampir setiap mobil, komputer laptop banyak, dan segala macam gadget portable seperti iPod dan iPhone. Mari kita lihat lebih dekat apa yang mereka, apa yang mereka lakukan, dan bagaimana mereka bekerja!
Apa sebenarnya percepatan?
Sebelum Anda dapat memahami accelerometers, Anda benar-benar perlu memahami percepatan-jadi mari kita rekap cepat. Jika Anda memiliki mobil yang berakselerasi dari berhenti untuk kecepatan (atau, benar-benar berbicara, kecepatan) dari 100 km / jam dalam 5 detik, percepatan adalah perubahan kecepatan atau kecepatan dibagi dengan waktu-jadi 100 / 5 atau 20 km / h per detik. Dengan kata lain, setiap detik adalah mengemudi mobil, itu menambah satu lagi / h 20km untuk kecepatan. Jika Anda duduk di dalam mobil ini, Anda bisa mengukur percepatan menggunakan stopwatch dan speedometer mobil. Cukup membaca speedometer setelah 5 detik, membagi membaca dengan 5, dan Anda mendapatkan percepatan.
Tetapi bagaimana jika Anda ingin tahu percepatan saat ke saat, tanpa menunggu waktu tertentu untuk berlalu? Jika Anda tahu tentang hukum gerakan, Anda akan tahu bahwa orang Inggris yang brilian ilmuwan Isaac Newton percepatan didefinisikan dengan cara yang berbeda dengan menghubungkannya dengan massa dan kekuatan. Jika Anda memiliki kekuatan tertentu (misalnya, kekuatan di kaki Anda saat Anda menendang ke luar) dan Anda menerapkannya ke massa (sepak bola), Anda akan membuat mempercepat massa-bola akan menembak ke udara.
Hukum kedua Newton tentang gerak berhubungan gaya, massa, dan percepatan melalui persamaan ini sangat sederhana:
Gaya = massa x percepatan
atau ...
F = m a
atau ...
a = F / m
F = m a
atau ...
a = F / m
Dengan kata lain, percepatan adalah jumlah tenaga kita perlu memindahkan setiap unit massa. Melihat persamaan ini, Anda bisa melihat mengapa sepak bola bekerja dengan cara mereka lakukan: semakin keras Anda menendang (lebih gaya), atau lebih ringan bola (kurang massa), percepatan semakin Anda akan memproduksi-dan cepat bola akan terbang melalui langit.
Anda juga dapat melihat kita sekarang memiliki cara kedua menghitung percepatan yang tidak melibatkan jarak, kecepatan, atau waktu. Jika kita dapat mengukur gaya yang bekerja pada sesuatu dan juga massa nya, kita bisa mengetahui percepatannya cukup dengan membagi gaya dengan massa. Tidak perlu untuk mengukur kecepatan atau waktu sama sekali!
Bagaimana cara kerja accelerometers?
Persamaan ini adalah teori di balik accelerometers: mereka mengukur percepatan tidak dengan menghitung kecepatan bagaimana perubahan dari waktu ke waktu tetapi dengan mengukur kekuatan. Bagaimana mereka melakukannya? Secara umum, dengan merasakan berapa menekan massa pada sesuatu ketika sebuah gaya bekerja pada itu.
Ini adalah sesuatu yang kita semua sangat akrab dengan ketika kita berada di mobil. Bayangkan Anda sedang duduk di kursi belakang mobil, dengan senang hati mengurus bisnis Anda sendiri, dan sopir mempercepat tiba-tiba lewat sebuah truk yang bergerak lambat. Anda merasa diri Anda berdebar kembali ke kursi. Mengapa? Karena percepatan membuat mobil bergerak maju tiba-tiba. Anda mungkin berpikir Anda pindah ke belakang saat mobil berakselerasi ke depan, tapi itu hanya ilusi: benar apa yang Anda alami adalah mobil mencoba untuk bergerak tanpa Anda dan kursi Anda menangkap Anda dari belakang!
Hukum gerak memberitahu kami bahwa tubuh Anda mencoba untuk terus dengan kecepatan tetap, tetapi kursi terus mendorong ke dalam diri Anda dengan kekuatan dan membuat Anda mempercepat gantinya. Semakin banyak mobil mengalami percepatan, gaya lebih Anda merasa dari kursi Anda dan Anda benar-benar bisa merasakannya! Otak Anda dan tubuh bekerja sama untuk membuat accelerometer cukup efektif: lebih gaya pengalaman tubuh Anda, percepatan lebih otak Anda register dari perbedaan antara gerakan tubuh Anda dan orang-orang dari mobil. (Dan mengambil petunjuk yang berguna dari sensasi lain, termasuk tingkat di mana objek bergerak melewati jendela, perubahan dalam suara mesin mobil, suara udara bergegas masa lalu, dan sebagainya) Momen saat, Anda. pengertian percepatan perubahan dari perubahan sensasi di tubuh Anda, bukan dengan menghitung seberapa jauh Anda telah bepergian dan Anda lama waktu yang dibutuhkan.
Dan accelerometers bekerja secara luas dengan cara yang sama.
Jenis accelerometers
Ada berbagai jenis accelerometers. Yang sedikit mekanis seperti versi scaled-down penumpang yang duduk di mobil pergeseran bolak-balik sebagai kekuatan bertindak atas mereka. Mereka memiliki sesuatu seperti massa yang melekat pada musim semi ditangguhkan dalam sebuah casing luar. Ketika mereka mempercepat, casing off segera bergerak tapi massa tertinggal di belakang dan pegas membentang dengan gaya yang sesuai dengan percepatan. Jarak membentang musim semi (yang sebanding dengan gaya peregangan) dapat digunakan untuk mengukur gaya dan percepatan dalam berbagai cara yang berbeda. Seismometer (digunakan untuk mengukur gempa bumi) bekerja di luas cara ini, dengan menggunakan pena pada massa berat melekat ke mata untuk mendaftar kekuatan gempa. Ketika gempa bumi terjadi, itu getar kabinet Seismometer tetapi pena (terlampir untuk massa a) memakan waktu lebih lama untuk bergerak, sehingga meninggalkan jejak dendeng pada grafik kertas.
Bagaimana sebuah karya accelerometer mekanis.
Artwork: Konsep dasar dari sebuah accelerometer mekanik: bergerak accelerometer sebagai kotak abu-abu ke kanan, massa (gumpalan merah) yang tertinggal dan menarik jejak di atas kertas.
Alternatif desain accelerometers mengukur kekuatan tidak dengan membuat pena jejak di atas kertas tapi dengan menghasilkan sinyal listrik atau magnet. Dalam accelerometers piezoresistif, massa terpasang ke potensiometer (resistor variabel), sedikit seperti kontrol volume, yang ternyata up arus listrik atau bawah sesuai dengan ukuran gaya yang bekerja padanya. Kapasitor juga dapat digunakan dalam accelerometers untuk mengukur kekuatan dengan cara yang sama: jika massa bergerak mengubah jarak antara dua pelat logam, mengukur perubahan kapasitansi mereka memberikan pengukuran gaya yang bertindak.
Bagaimana sebuah karya accelerometer kapasitif.
Dalam beberapa accelerometers, kristal piezoelektrik seperti kuarsa melakukan pekerjaan pintar. Anda memiliki kristal terpasang ke massa, sehingga ketika bergerak accelerometer, massa meremas kristal dan menghasilkan tegangan listrik kecil.
Bagaimana sebuah karya piezoelectric accelerometer.
Dalam accelerometers Hall-efek, gaya dan percepatan diukur dengan merasakan perubahan kecil dalam medan magnet.
Apa accelerometers digunakan untuk?
Sebuah roket ruang accelerometer yang dibuat oleh Honeywell untuk NASA.
Accelerometers adalah barang dari ilmu-roket secara harfiah! Dipasang pada pesawat ruang angkasa, mereka cara praktis untuk mengukur tidak hanya perubahan kecepatan roket, tetapi juga puncak (ketika kerajinan adalah pada jarak maksimum dari Bumi atau massa lain, sehingga percepatan gravitasi adalah minimum) dan orientasi ( karena perubahan sesuatu memiringkan cara bekerja pada gravitasi dan gaya rasanya). Accelerometers juga banyak digunakan dalam navigasi inersia dan sistem bimbingan dalam hal-hal seperti pesawat dan pilot otomatis kapal. Penggunaan lain yang sangat umum dalam transportasi adalah airbag mobil: ketika accelerometer mendeteksi perubahan mendadak pada kecepatan mobil, sinyal benturan dekat, itu memicu rangkaian listrik yang membuat airbag mengembang.
Jika Anda memiliki ponsel modern, MP3 player, atau konsol permainan genggam, mungkin memiliki accelerometer dibangun ke dalamnya sehingga dapat merasakan saat Anda memiringkan dari sisi ke sisi. Begitulah iPhone atau iPod Touch secara otomatis angka ketika beralih tata letak layar dari tegak ke melebar. Banyak permainan dan "aplikasi" dirancang untuk gadget seperti kerja iPhone dengan merasakan betapa sulit atau seberapa cepat Anda bergerak atau terguncang kasus menggunakan accelerometers kecil di dalam.
Anda akan terkejut melihat beberapa hal accelerometers digunakan untuk. Tahukah Anda, misalnya, bahwa pakaian hi-tech telah accelerometers mesin cuci yang dapat mendeteksi ketika beban seimbang dan matikan motor listrik untuk menghentikan mereka dari pemintalan diri berkeping-keping? Atau bahwa alat-alat pemanas, seperti pemanas besi elektronik dan kipas, telah accelerometers dalam yang mendeteksi ketika mereka jatuh dan mereka beralih ke menghentikan mereka menyebabkan kebakaran? Amazing, eh? Bukankah ilmu roket berguna!
Sumber : http://www.explainthatstuff.com/accelerometers.html
Diterjemahkan Bebas
Posting Komentar