Obsah
Lineárne zrýchlenie je rýchlosť zmeny rýchlosti v danom časovom období objektu pohybujúceho sa jedným smerom. Je to veľmi základný koncept vo fyzike a je súčasťou klasickej mechaniky - špecifického poľa fyziky, ktoré sa zaoberá zákonmi pohybu ne atómových objektov (pohyb a správanie sa atómových častíc je popísané v kvantovej mechanike). Najjednoduchším príkladom každodenného lineárneho zrýchlenia je auto, ktoré sa plynulo zrýchľuje po rovnej ceste.
Pojmy a pojmy
Rýchlosť je definovaná ako rýchlosť zmeny polohy pohybujúceho sa objektu v čase. V Medzinárodnom systéme jednotiek (SI) sa meria v metroch za sekundu alebo m / s. "Metre" opisuje zmenu polohy alebo vzdialenosti a "sekundy" sú časovou jednotkou. Pohybujúci sa objekt, ktorý pokrýva väčšinu vzdialenosti pre každú jednotku času, sa pohybuje rýchlejšie alebo má vyššiu rýchlosť. Hovorí sa, že pohybujúci sa objekt zrýchľuje, keď sa jeho rýchlosť mení. Zrýchlenie sa meria v metroch za sekundu na druhú alebo m / s². Takže auto zrýchľujúce na 15 m / s² zvyšuje svoju rýchlosť rýchlosťou 15 metrov za sekundu, každú sekundu, ktorú sa pohybuje.
mylné
V bežnom každodennom jazyku často používame slová rýchlosti a rýchlosti. Ale vo fyzike je rýchlosť klasifikovaná ako vektorová veličina, zatiaľ čo rýchlosť je skalárna veličina. Rozdiel je v tom, že množstvo vektora obsahuje opis smeru. Preto "10 m / s sever" je mierou rýchlosti, zatiaľ čo "10 m / s" je mierou rýchlosti. Zrýchlenie je tiež vektorová veličina a pri lineárnom zrýchlení sa musí objekt pohybovať pri pohybe v jednom smere.
Tiež zrýchlenie, ako sa používa vo fyzike, neznamená nevyhnutne zvýšenie rýchlosti. Definícia „miery zmeny“ zahŕňa aj zníženie množstva. Potom môže byť zrýchlenie záporné číslo. Meranie "-10 m / s2" znamená, že pohybujúci sa objekt sa spomalí na 10 m / s pri každom druhom pohybe.
kalkulácie
Koncepcia zrýchlenia je súčasťou Newtonovho druhého zákona pohybu, ktorý hovorí, že sila pôsobiaca na objekt sa rovná jeho hmotnosti vynásobenej zrýchlením. Vyjadruje sa v rovnici F = m. a; kde "F" je symbol pre silu, "m" pre hmotnosť a "a" pre zrýchlenie. Ak je známa sila pôsobiaca na predmet a jeho hmotnosť, jeho zrýchlenie sa môže určiť vydelením sily hmotnosťou: a = F / m.
Ďalší spôsob, ako vypočítať zrýchlenie je vziať rozdiel v rýchlosti a rozdeliť časový rozdiel: a = dv / dt, kde "dv" je rozdiel v rýchlosti "(v2 - v1) a" dt " Ak sa napríklad vozidlo v pokoji začne pohybovať a dosiahne rýchlosť 20 m / s za 10 sekúnd, potom jeho zrýchlenie bude 2 m / s² (20 metrov za sekundu - 0 metrov za sekundu / 10 sekúnd - 0 sekúnd).
Kruhový pohyb
Lineárne zrýchlenie platí len v kontexte lineárneho pohybu, ktorým je pohyb po priamke. Ale aj predmety sa môžu pohybovať a zrýchľovať inými spôsobmi. Pretože zrýchlenie meria zmeny rýchlosti a rýchlosť zahŕňa smer, zmena smeru sa nazýva aj zrýchlenie. Napríklad, ak auto, ktoré sa neustále pohybuje rýchlosťou 20 m / s na priamej ceste, náhle vstúpi do oblúka, toto auto sa zrýchľuje, keď sa pohybuje pozdĺž krivky, aj keď sa jeho rýchlosť nemení. Zrýchlenie spôsobené vodičom sa nazýva "kruhové zrýchlenie".
prihláška
Ako súčasť základného fyzického zákona sa princíp lineárneho zrýchlenia používa v mnohých oblastiach, od inžinierstva až po astronómiu. Pozoruhodným príkladom je stroj používaný Národnou správou vesmíru a aeronautiky (NASA), nazývaný prístroj na meranie hmotností lineárneho vesmírneho zrýchlenia alebo SLAMMD. Tento stroj sa používa na meranie hmotnosti astronautov na obežnej dráhe. Jeho implicitným princípom je Newtonov druhý zákon pohybu, ale tentoraz je hmotnosť určená delením sily zrýchlením: m = F / a.