Selitämme, mikä on kiihtyvyys ja sen laskemiseen käytetyt kaavat. Myös sen ero nopeuteen ja esimerkkeihin.
Mitä on kiihtyvyys?
Kohteen kiihtyvyys on suuruus, joka osoittaa kuinka kohteen nopeus muuttuu yksikössä sää. Koska nopeus on vektorisuure (eli sillä on a osoite), myös kiihtyvyys. Sitä edustaa yleensä merkki kohtaan ja sen mittayksikkö Kansainvälinen järjestelmä on m / s2 (metriä pertoinen neliö).
Kiihtyvyyden käsite on peräisin Isaac Newtonin (klassisen mekaniikan perustajan) mekaniikan tutkimuksista, joissa hän varmistaa, että esine säilyttää senliikettä suoraviivainen ja tasainen (MRU), elleivät siihen vaikuta kiihtyvyyteen johtavat voimat.
Nämä voimat voivat tuottaa kiihtyvyyttä, joka saa esineet kiihtymään tai hidastumaan. On tärkeää huomata, että vektorien kanssa työskennellessä on välttämätöntä määrittää suunnat. Jos esimerkiksi määrittelemme idän positiiviseksi liikkeen suunnaksi, niin positiivinen kiihtyvyys tarkoittaa aina nopeuden kasvua. Negatiivinen kiihtyvyys voi kuitenkin viitata nopeuden laskuun itään tai nopeuden nousuun lännessä.
Jos esine kokee muutoksia kiihtyvyydessään tietyn ajanjakson aikana, voidaan laskea "keskikiihtyvyydeksi" määritelty "keskimääräinen kiihtyvyys", joka on keskiarvo kiihtyvyydestään, jonka se käy läpi tällä aikavälillä.
Kiihtyvyyskaava
The mekaniikka klassinen ymmärtää kiihtyvyyden kappaleen nopeuden vaihteluna ajassa. Matemaattisesti tämä kirjoitetaan seuraavasti: a = dv / dt, missäkohtaan on kiihtyvyys,dv nopeuksien erot jadt aika, jolloin kiihtyvyys tapahtuu.
Tarkemmin, dv Y dt määritellään seuraavasti:
- dv = vf - vi, missä vf on matkaviestimen lopullinen nopeus ja vi alkunopeus. Tämä ero osoittaa kiihtyvyyden suunnan.
- dt = tf - ti, missä tf on liikkeen viimeinen aika ja ti liikkeen alkuaika. Ellei toisin mainita, aloitusajaksi otetaan yleensä 0 sekuntia.
Toisaalta voiman välillä on suhteellinen suhde (F), jota sovelletaan kohteen kohteeseen massa- (m), ja kiihtyvyys (kohtaan), jonka hankit. Tätä suhdetta kuvaava kaava on Newtonin toinen laki:
- F = m.a, josta seuraa, että a = F / m
Nopeus ja kiihtyvyys
Nopeus ja kiihtyvyys ovat kaksi eri käsitettä. Nopeus ilmaisee etäisyyden, jonka kappale kulkee aikayksikössä (siksi sen yksiköt ovat esimerkiksi m / s), kun taas kiihtyvyys on mainitun nopeuden vaihtelua aikayksikössä (ja siksi se sen yksiköt ovat esimerkiksi m / s2).
Esimerkkejä kiihtyvyydestä
- Biljardipallo kiihtyy, kun siihen lyödään kiikalla. Kun tiedämme vihjeen tuottaman voiman ja pallon massan, voimme saada sen kiihtyvyyden.
- Jos tiedämme junan nopeuden juuri ennen kuin se alkaa jarruttaa ja aika, joka kuluu nollanopeuden saavuttamiseen, voimme laskea sen taipuman (negatiivinen kiihtyvyys).
- Esine heitetään parvekkeelta (joten sen alkunopeus on nolla) ja sen voimasta painovoima, se putoaa nopeudella, joka kasvaa, kunnes se on suurin lattialla. Jos tiedämme tämän lopullisen nopeuden ja putoamiseen kuluvan ajan, voimme saada kiihtyvyyden (josta tulee painovoiman kiihtyvyys).