Πώς να ορίσετε την επιτάχυνση
Η επιτάχυνση είναι ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας σε συνάρτηση με το χρόνο. Είναι διάνυσμα, που σημαίνει ότι έχει και μέγεθος και κατεύθυνση. Μετριέται σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο ή μέτρα ανά δευτερόλεπτο (ταχύτητα ή ταχύτητα του αντικειμένου) ανά δευτερόλεπτο.
Σε όρους λογισμού, η επιτάχυνση είναι η δεύτερη παράγωγος της θέσης σχετικά με το χρόνο ή, εναλλακτικά, η πρώτη παράγωγος της ταχύτητας σχετικά με το χρόνο.
Επιτάχυνση—Αλλαγή ταχύτητας
Η καθημερινή εμπειρία της επιτάχυνσης είναι μέσα σε ένα όχημα. Πατάς στο γκάζι και το αυτοκίνητο επιταχύνει καθώς ασκείται αυξανόμενη δύναμη στο σύστημα μετάδοσης κίνησης από τον κινητήρα. Αλλά η επιβράδυνση είναι επίσης επιτάχυνση - η ταχύτητα αλλάζει. Εάν βγάλετε το πόδι σας από το γκάζι, η δύναμη μειώνεται και η ταχύτητα μειώνεται με την πάροδο του χρόνου. Η επιτάχυνση, όπως ακούγεται στις διαφημίσεις, ακολουθεί τον κανόνα της αλλαγής της ταχύτητας (μίλια ανά ώρα) με την πάροδο του χρόνου, όπως από μηδέν σε 60 μίλια ανά ώρα σε επτά δευτερόλεπτα.
Μονάδες επιτάχυνσης
Οι μονάδες SI για την επιτάχυνση είναι m / s
(μέτρα ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο ή μέτρα ανά δευτερόλεπτο ανά δευτερόλεπτο).
Το gal ή galileo (Gal) είναι μια μονάδα επιτάχυνσης που χρησιμοποιείται στη βαρυμετρία αλλά δεν είναι μονάδα SI. Ορίζεται ως 1 εκατοστό ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο. 1 cm/s
Οι αγγλικές μονάδες για την επιτάχυνση είναι πόδια ανά δευτερόλεπτο ανά δευτερόλεπτο, ft/s
Η τυπική επιτάχυνση λόγω βαρύτητας ή τυπική βαρύτητα g 0 είναι η βαρυτική επιτάχυνση ενός αντικειμένου στο κενό κοντά στην επιφάνεια της γης. Συνδυάζει τα αποτελέσματα της βαρύτητας και της φυγόκεντρης επιτάχυνσης από την περιστροφή της Γης.
Μετατροπή μονάδων επιτάχυνσης
| Τιμή | m/s |
|---|---|
| 1 Gal ή cm/s | 0,01 |
| 1 ft/s | 0,304800 |
| 1 g 0 | 9.80665 |
Δεύτερος Νόμος του Νεύτωνα — Υπολογισμός της Επιτάχυνσης
Η εξίσωση του κλασικού μηχανικού για την επιτάχυνση προέρχεται από τον Δεύτερο Νόμο του Νεύτωνα:Το άθροισμα των δυνάμεων (F ) σε αντικείμενο σταθερής μάζας (m ) ισούται με μάζα m πολλαπλασιαζόμενη με την επιτάχυνση του αντικειμένου (a ).
Σ =a μ
Επομένως, αυτό μπορεί να αναδιαταχθεί για να οριστεί η επιτάχυνση ως:
α =F /μ
Το αποτέλεσμα αυτής της εξίσωσης είναι ότι εάν δεν ασκούνται δυνάμεις σε ένα αντικείμενο (F =0), δεν θα επιταχυνθεί. Η ταχύτητά του θα παραμείνει σταθερή. Εάν προστεθεί μάζα στο αντικείμενο, η επιτάχυνση θα είναι μικρότερη. Εάν αφαιρεθεί η μάζα από το αντικείμενο, η επιτάχυνσή του θα είναι μεγαλύτερη.
Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα είναι ένας από τους τρεις νόμους της κίνησης Ο Ισαάκ Νεύτωνας που δημοσιεύτηκε το 1687 στο Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Μαθηματικές Αρχές Φυσικής Φιλοσοφίας ).
Επιτάχυνση και Σχετικότητα
Ενώ οι νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα ισχύουν σε ταχύτητες που συναντάμε στην καθημερινή ζωή, όταν τα αντικείμενα ταξιδεύουν κοντά στην ταχύτητα του φωτός, οι κανόνες αλλάζουν. Τότε είναι πιο ακριβής η ειδική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Η ειδική θεωρία της σχετικότητας λέει ότι χρειάζεται περισσότερη δύναμη για να οδηγήσει σε επιτάχυνση καθώς ένα αντικείμενο πλησιάζει την ταχύτητα του φωτός. Τελικά, η επιτάχυνση γίνεται ολοένα και μικρή και το αντικείμενο δεν επιτυγχάνει ποτέ την ταχύτητα του φωτός.
Σύμφωνα με τη θεωρία της γενικής σχετικότητας, η αρχή της ισοδυναμίας λέει ότι η βαρύτητα και η επιτάχυνση έχουν τα ίδια αποτελέσματα. Δεν ξέρετε αν επιταχύνετε ή όχι, εκτός εάν μπορείτε να παρατηρήσετε χωρίς δυνάμεις πάνω σας, συμπεριλαμβανομένης της βαρύτητας.
