Vysvětlíme, co je to zrychlení a jaké vzorce se používají k jeho výpočtu. Také jeho rozdíl s rychlostí a příklady.
Co je to zrychlení?
Zrychlení objektu je veličina, která udává, jak se mění rychlost objektu v jednotce počasí. Protože rychlost je vektorová veličina (to znamená, že má a adresa), zrychlení je také. Obvykle je reprezentován znakem na a jeho měrná jednotka v Mezinárodní systém je m/s2 (metry zadruhý na druhou).
Původ zrychlení jako konceptu pochází ze studií mechaniky Isaaca Newtona (zakladatele klasické mechaniky), ve kterých zajišťuje, že si objekt zachová svůjhnutí přímočarý a jednotný (MRU), pokud na něj nepůsobí síly vedoucí ke zrychlení.
Tyto síly mohou způsobit zrychlení, která způsobí zrychlení nebo zpomalení objektů. Je důležité si uvědomit, že při práci s vektory je nezbytné definovat směry. Pokud například definujeme východ jako kladný směr pohybu, pak kladné zrychlení vždy znamená zvýšení rychlosti. Záporné zrychlení však může naznačovat snížení rychlosti ve východním směru nebo zvýšení rychlosti ve směru na západ.
Pokud objekt zaznamená změny ve svém zrychlení v určitém časovém období, pak lze vypočítat to, co je definováno jako „průměrné zrychlení“, což je průměr zrychlení, kterým prochází v tomto časovém rozmezí.
Vzorec zrychlení
The mechanika klasik chápe zrychlení jako změnu rychlosti tělesa v čase. Matematicky je to zapsáno jako: a = dv / dt, kdena je zrychlení,dv rozdíl v rychlostech adt čas, kdy dojde ke zrychlení.
Přesněji, dv Y dt jsou definovány takto:
- dv = vf - vi, kde vf je konečná rychlost a vi je počáteční rychlost pohyblivé jednotky. Tento rozdíl udává směr zrychlení.
- dt = tf - ti, kde tf je konečný čas a ti počáteční čas pohybu. Pokud není uvedeno jinak, čas zahájení se obvykle považuje za 0 sekund.
Na druhé straně existuje proporcionální vztah mezi silou (F), který je aplikován na objekt Hmotnost (m), a zrychlení (na), které získáte. Vzorec, který popisuje tento vztah, je druhý Newtonův zákon:
- F = m.a, z čehož vyplývá, že a = F / m
Rychlost a zrychlení
Rychlost a zrychlení jsou dva různé pojmy. Rychlost udává vzdálenost, kterou těleso urazí za jednotku času (proto má například jednotky m/s), zatímco zrychlení je změna uvedené rychlosti za jednotku času (a proto má například jednotky m/s2).
Příklady zrychlení
- Kulečníková koule při úderu tágem zrychlí. Když známe sílu tága a hmotnost koule, můžeme získat její zrychlení.
- Známe-li rychlost vlaku těsně předtím, než začne brzdit, a dobu, za kterou dosáhne nulové rychlosti, pak můžeme vypočítat jeho skloňování (záporné zrychlení).
- Předmět je vymrštěn z balkónu (takže jeho počáteční rychlost je nulová) a vlivem síly gravitace, bude padat rychlostí, která se bude zvyšovat, dokud nebude maximální na podlaze. Pokud známe tuto konečnou rychlost a čas, který potřebuje k pádu, můžeme získat zrychlení (které bude gravitační).