Vysvetlíme, čo je zrýchlenie a aké vzorce sa používajú na jeho výpočet. Tiež jeho rozdiel s rýchlosťou a príkladmi.
Čo je zrýchlenie?
Zrýchlenie objektu je veľkosť, ktorá udáva, ako sa mení rýchlosť objektu v jednotke počasie. Keďže rýchlosť je vektorová veličina (to znamená, že má a adresu), zrýchlenie je tiež. Zvyčajne je reprezentovaný znakom do a jeho merná jednotka v Medzinárodný systém je m/s2 (metre zadruhý štvorec).
Pôvod zrýchlenia ako konceptu pochádza zo štúdií mechaniky Isaaca Newtona (zakladateľa klasickej mechaniky), v ktorých zaisťuje, že objekt si zachová svojupohyb priamočiary a rovnomerný (MRU), pokiaľ naň nepôsobia sily vedúce k zrýchleniu.
Tieto sily môžu vytvárať zrýchlenia, ktoré spôsobujú zrýchlenie alebo spomalenie objektov. Je dôležité poznamenať, že pri práci s vektormi je nevyhnutné definovať smery. Ak napríklad definujeme východ ako kladný smer pohybu, potom kladné zrýchlenie vždy znamená zvýšenie rýchlosti. Negatívne zrýchlenie však môže naznačovať zníženie rýchlosti smerom na východ, alebo zvýšenie rýchlosti smerom na západ.
Ak objekt zaznamená zmeny vo svojom zrýchlení v určitom časovom období, potom možno vypočítať to, čo je definované ako "priemerné zrýchlenie", čo je priemer zrýchlení, ktorým prejde v tomto časovom rozsahu.
Vzorec zrýchlenia
The mechanika klasik chápe zrýchlenie ako zmenu rýchlosti telesa v čase. Matematicky je to napísané ako: a = dv / dt, kdedo je zrýchlenie,dv rozdiel v rýchlostiach adt čas, v ktorom dôjde k zrýchleniu.
Presnejšie, dv Y dt sú definované takto:
- dv = vf - vi, kde vf je konečná rýchlosť a vi je počiatočná rýchlosť pohybu. Tento rozdiel udáva smer zrýchlenia.
- dt = tf - ti, kde tf je konečný čas a ti počiatočný čas pohybu. Ak nie je uvedené inak, čas spustenia sa zvyčajne považuje za 0 sekúnd.
Na druhej strane existuje proporcionálny vzťah medzi silou (F), ktorý sa aplikuje na objekt omša (m) a zrýchlenie (do), ktoré získate. Vzorec, ktorý opisuje tento vzťah, je druhý Newtonov zákon:
- F = m.a, z čoho vyplýva, že a = F / m
Rýchlosť a zrýchlenie
Rýchlosť a zrýchlenie sú dva rôzne pojmy. Rýchlosť udáva veľkosť vzdialenosti, ktorú teleso prekoná za jednotku času (preto má napríklad jednotky m/s), zatiaľ čo zrýchlenie je zmena uvedenej rýchlosti za jednotku času (a preto má napríklad jednotky m/s2).
Príklady zrýchlenia
- Biliardová guľa po údere tágom zrýchli. Keď poznáme silu, ktorú poskytuje tágo a hmotnosť lopty, môžeme získať jej zrýchlenie.
- Ak poznáme rýchlosť vlaku tesne predtým, než začne brzdiť, a čas potrebný na dosiahnutie nulovej rýchlosti, môžeme vypočítať jeho skloňovanie (záporné zrýchlenie).
- Predmet je odhodený z balkóna (takže jeho počiatočná rýchlosť je nulová) a v dôsledku sily gravitácia, bude padať rýchlosťou, ktorá sa bude zvyšovať, až kým nebude maximálne na podlahe. Ak poznáme túto konečnú rýchlosť a čas potrebný na pád, môžeme získať zrýchlenie (ktoré bude gravitačné).