切向加速度(或线性加速度)

本文解释了物理学中的切向加速度(或线性加速度)。因此,您将了解如何计算切向加速度、已解决的切向加速度练习,以及切向加速度与其他运动学概念之间的关系。

什么是切向加速度(或线性加速度)?

切向加速度(或线性加速度)是与圆周运动轨迹相切的加速度。换句话说,切向加速度表示做圆周运动的物体的切向速度的变化。

通常,切向加速度用符号 a t表示。

切向加速度与任何加速度具有相同的单位,即长度单位除以时间单位的平方。因此,国际单位制(SI)中切向加速度的单位是米除以秒平方(m/s 2 )。

切向加速度和法向加速度

切向加速度 ( at ) 和向心加速度 ( ac ) 是移动设备加速度的两个矢量分量,用于描述非匀速圆周运动。切向加速度与圆周运动路径相切,而向心加速度则指向圆周路径的中心。

当切向加速度为0时,意味着物体以匀速圆周运动(UCM)旋转,因为此时切向速度是恒定的。

a_t=0 \ \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{black}\ MCU

切向加速度公式

在匀加速圆周运动 (UACM) 中,切向加速度线性变化。因此,切向加速度等于切向速度增量除以时间增量。

因此,计算切向加速度(或线性加速度)的公式为:

切向加速度公式

金子:

  • a_t

    是切向加速度。

  • \Delta v_t

    是切向速度的增加。

  • \Delta t

    是时间变化。

  • v_{t_f}

    是最终切向速度。

  • v_{t_i}

    是初始切向速度。

  • t_f

    是最后时刻了。

  • t_i

    是初始时刻。

切向加速度的值必须解释如下:

  • a t >0 :如果切向加速度为正,则意味着移动体的速度模块随时间增加。
  • at t <0 :如果切向加速度为负,这意味着移动体的速度模随时间减小。
  • t =0 时:如果切向加速度等于 0,则意味着移动体的速度模块是恒定的。

计算切向加速度的示例

一旦我们了解了切向加速度(或线性加速度)的定义及其公式是什么,我们就会看到如何计算此类加速度的具体示例。

  • 移动描述了匀加速的圆周运动。在时间 t i = 2 s 时,其切向速度为 5 m/s,在时间 t f = 6 s 时,其切向速度为 11 m/s。移动体的切向加速度是多少?

为了找到切向加速度,我们必须应用上一节中解释的公式:

a_t=\cfrac{\Delta v_t}{\Delta t}=\cfrac{v_{t_f}-v_{t_i}}{t_f-t_i}

在这种情况下,问题已经为我们提供了所有必要的数据,因此我们将这些值代入公式并计算切向加速度:

a_t=\cfrac{11-5}{6-2}=\cfrac{6}{4}=1.5 \ \cfrac{m}{s^2}

切向加速度和角加速度

角加速度是物体旋转的加速度,即角加速度表示做圆周运动的物体角速度变化的速率。

因此,切向加速度与角加速度的关系是:角加速度决定切向加速度的大小。更准确地说,切向加速度等于角加速度乘以圆周运动路径的半径。

a_t=\alpha\cdot r

金子:

  • a_t

    是切向加速度。

  • \alpha

    是角加速度。

  • r

    是圆周运动路径的半径。

请参阅:什么是角加速度?

切向加速度和向心加速度

切向加速度和向心加速度是描述圆周运动的物体加速度的两个矢量分量。

切向加速度(或线性加速度)和向心加速度(或法向加速度)之间的区别在于,切向加速度与圆周运动路径相切,而向心加速度则指向圆周运动路径的中心。

此外,切向加速度改变执行圆周运动的移动体的速度的幅度,而向心加速度改变移动体的速度的方向。

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注

滚动到顶部