Saturs
Lineārs paātrinājums ir objekta, kas pārvietojas vienā virzienā, ātruma izmaiņu ātrums noteiktā laika periodā. Tā ir fizikas pamatkoncepcija un ir daļa no klasiskās mehānikas - specifiskā fizikas joma, kas nodarbojas ar atomu objektu kustības likumiem (atomu daļiņu kustība un uzvedība ir aprakstīta kvantu mehānikā). Vienkāršākais piemērs ikdienas lineārajā paātrinājumā ir automašīna, kas nepārtraukti paātrinās pa taisnu ceļu.
Termini un jēdzieni
Ātrums tiek definēts kā kustīga objekta stāvokļa izmaiņu ātrums noteiktā laika periodā. Starptautiskajā vienību sistēmā (SI) to mēra metros sekundē vai m / s. "Metri" raksturo pozīcijas vai attāluma izmaiņas, un "sekundes" ir laika vienība. Kustīgs objekts, kas aptver vislielāko attālumu katrai laika vienībai, pārvietojas ātrāk vai ātrāk. Tiek teikts, ka kustīgs objekts paātrinās, kad mainās ātrums. Paātrinājumu mēra metros sekundē kvadrātā vai m / s². Tātad automašīna, kas paātrinās pie 15 m / s², palielina ātrumu ar ātrumu 15 metri sekundē katru sekundi.
Nepareizi priekšstati
Parastajā ikdienas valodā mēs vārdus „ātrums un ātrums” bieži izmantojam vienādi. Bet fizikā ātrums tiek klasificēts kā vektora daudzums, bet ātrums ir skalārs. Atšķirība ir tā, ka vektora daudzums ietver virziena aprakstu. Tāpēc "10 m / s ziemeļi" ir ātruma mērs, bet "10 m / s" ir ātruma mērs. Arī paātrinājums ir vektora daudzums, un lineārajā paātrinājumā objektam jādodas kustībā vienā virzienā.
Arī fizikā izmantotais paātrinājums nenozīmē ātruma palielināšanos. "Izmaiņu likmes" definīcija ietver arī daudzuma samazinājumu. Tad paātrinājums var būt negatīvs skaitlis. "-10 m / s²" mērījums nozīmē, ka kustīgais objekts palēninās par 10 m / s katru otro kustību.
Aprēķins
Paātrinājuma jēdziens ir daļa no Ņūtona otrā kustības likuma, kurā teikts, ka spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir vienāds ar tā masu, kas reizināta ar tā paātrinājumu. To izsaka vienādojumā F = m. a; kur "F" ir spēka simbols "m" masai un "a" paātrinājumam. Ja spēks, kas iedarbojas uz objektu un tā masu, ir zināms, tā paātrinājumu var noteikt, dalot spēku ar masu: a = F / m.
Cits veids, kā aprēķināt paātrinājumu, ir ņemt ātruma starpību un sadalīt ar laika starpību: a = dv / dt, kur "dv" ir ātruma starpība "(v2 - v1) un" dt " Piemēram, ja automašīna atpūsties sāk kustēties un sasniedz ātrumu 20 m / s 10 sekundēs, tad tā paātrinājums būtu 2 m / s² (20 metri sekundē - 0 metri sekundē / 10 sekundes) - 0 sekundes).
Apļveida kustība
Lineārais paātrinājums attiecas tikai uz lineāru kustību, kas ir kustība pa taisnu līniju. Bet objekti var arī pārvietoties un paātrināties citos veidos. Tā kā paātrinājums mēra ātruma izmaiņas un ātrums ietver virzienu, virziena maiņu sauc arī par paātrinājumu. Piemēram, ja automašīna, kas nepārtraukti pārvietojas 20 m / s uz taisna ceļa, pēkšņi nonāk līknē, šis automobilis paātrinās, virzoties pa līkni, pat ja tā ātrums nemainās. Vadītāja paātrinājumu sauc par "apļveida paātrinājumu".
Pieteikums
Fizikas pamatlikuma ietvaros daudzās jomās, sākot no inženierijas līdz astronomijai, tiek izmantots lineārās paātrināšanas princips. Ievērojams piemērs ir mašīna, ko izmanto Nacionālā kosmosa un aeronautikas pārvalde (NASA), ko sauc par lineāro telpu paātrinājuma masas mērīšanas aparatūru vai SLAMMD. Šo mašīnu izmanto astronautu masas noteikšanai orbītā. Tā netiešais princips ir Ņūtona Otrais kustības likums, bet šoreiz masu nosaka, dalot spēku ar paātrinājumu: m = F / a.