Wyjaśniamy czym jest przyspieszenie i jakie wzory służą do jego obliczania. Ponadto, jego różnica z prędkością i przykłady.
Co to jest przyspieszenie?
Przyspieszenie obiektu jest wielkością, która wskazuje, jak zmienia się prędkość obiektu w jednostce czasu. Ponieważ prędkość jest wielkością wektorową (tzn. ma kierunek), przyspieszenie jest również wielkością wektorową. Zazwyczaj przedstawia się ją za pomocą znaku a, a jej jednostką miary w układzie międzynarodowym jest m/s2 (metry na sekundę podniesione do kwadratu).
Pochodzenie przyspieszenia jako pojęcia pochodzi z badań mechaniki Isaaca Newtona (twórcy mechaniki klasycznej), w których twierdzono, że obiekt zachowa swój jednostajny ruch prostoliniowy (MRU), o ile nie zadziałają na niego siły prowadzące do przyspieszenia.
Siły te mogą wytwarzać przyspieszenia, które powodują, że obiekty zwiększają swoje prędkości lub zmniejszają prędkości. Ważne jest, aby zauważyć, że podczas pracy z wektorami, konieczne jest zdefiniowanie kierunków. Jeśli, na przykład, zdefiniujemy wschód jako dodatni kierunek ruchu, to dodatnie przyspieszenie zawsze oznacza wzrost prędkości. Jednakże ujemne przyspieszenie może wskazywać na spadek prędkości w kierunku wschodnim lub wzrost prędkości w kierunku zachodnim.
Jeśli obiekt doświadcza zmian w swoim przyspieszeniu w pewnym okresie czasu, wtedy można obliczyć to, co jest zdefiniowane jako „średnie przyspieszenie”, które jest średnią przyspieszeń, którym ulega w tym przedziale czasu.
Zobacz też: Kinematyka
Formuła na przyspieszenie
Mechanika klasyczna rozumie przyspieszenie jako zmianę prędkości ciała w czasie. Matematycznie zapisuje się to jako: a = dv / dt, gdzie a jest przyspieszeniem, dv różnicą prędkości, a dt czasem, w którym następuje przyspieszenie.
Precyzyjnie, dv i dt są zdefiniowane następująco:
- dv = vf – vi, gdzie vf jest prędkością końcową, a vi, prędkością początkową ruchu. Różnica ta wskazuje kierunek przyspieszenia.
- dt = tf – ti, gdzie tf jest czasem końcowym, a ti czasem początkowym ruchu. Jeśli nie określono inaczej, czas początkowy jest zwykle przyjmowany jako 0 sekund.
Z drugiej strony, istnieje związek proporcjonalności pomiędzy siłą (F) przyłożoną do obiektu o masie (m), a przyspieszeniem (a) jakie on uzyskuje. Wzór, który opisuje tę zależność to drugie prawo Newtona:
- F = m.a z którego wynika, że a = F / m
Prędkość i przyspieszenie
Prędkość i przyspieszenie to dwa różne pojęcia. Prędkość oznacza ilość drogi przebytej przez ciało w jednostce czasu (dlatego ma jednostki m/s, na przykład), podczas gdy przyspieszenie jest zmianą tej prędkości w jednostce czasu (dlatego ma jednostki m/s2, na przykład).
Możesz znaleźć przydatne: Prędkość światła
Przykłady przyspieszenia
- Kula bilardowa przyspiesza, gdy jest uderzona kijem. Znając siłę działającą na kij i masę piłki, możemy otrzymać jej przyspieszenie.
- Jeśli znamy prędkość pociągu tuż przed rozpoczęciem hamowania i czas potrzebny do osiągnięcia prędkości zerowej, to możemy obliczyć jego opóźnienie (ujemne przyspieszenie).
- Przedmiot wyrzucony z balkonu (wtedy jego prędkość początkowa jest równa zeru), dzięki sile grawitacji będzie spadał z coraz większą prędkością, aż osiągnie maksimum na ziemi. Jeśli znana jest prędkość końcowa i czas spadania, możemy otrzymać przyspieszenie (które będzie przyspieszeniem grawitacyjnym).
Ostatnia edycja: 16 lipca 2020. Jak cytować: „Przyspieszenie”. Autor: María Estela Raffino. Z: Argentyna. Do: Concepto.de. Dostępne na: https://concepto.de/aceleracion/. Dostęp: 25 marca 2021 r.