▷ Ускорение

В этой статье объясняется, что такое ускорение в физике. Итак, вы найдете значение ускорения в физике, как рассчитать ускорение тела, примеры ускорений и другие понятия физики, связанные с ускорением.

Что такое ускорение?

Ускорение – это величина, показывающая изменение скорости тела в единицу времени. В физике ускорение определяется как отношение увеличения скорости к увеличению времени.

Ускорение может быть обусловлено как изменением величины скорости, так и ее направления. Итак, ускоряющееся тело означает, что оно движется быстрее или меняет направление.

Например, если ускорение движущегося тела равно 1 м/с ² , это означает, что каждую секунду тело будет двигаться быстрее на 1 м/с. То есть, если в момент времени t=5 с его скорость была 3 м/с, то в момент t=6 с его скорость будет 4 м/с.

Имейте в виду, что ускорение — векторная величина, поэтому в физике оно обозначается вектором. Это значит, что ускорение имеет смысл и направление:

Если ускорение имеет то же направление и направление, что и скорость, тело будет двигаться все быстрее и быстрее.
Если ускорение имеет то же направление, что и скорость, но их направления противоположны, тело будет двигаться все медленнее и медленнее, пока не остановится или даже не пойдет назад.
Если ускорение имеет направление, отличное от скорости, тело изменит направление.

Обычно в физике символом ускорения является буква а.

формула ускорения

Ускорение равно изменению скорости (Δv), делённому на изменение во времени (Δt). Поэтому в физике для расчета ускорения тела разницу между конечной и начальной скоростью необходимо разделить на разницу между конечным и начальным моментом (a = Δv/Δt).

Таким образом , формула для расчета ускорения в физике выглядит следующим образом:

Золото:

$a$

это ускорение.
$\Delta v$

это приращение скорости.
$\Delta t$

это временная вариация.
$v_f$

это конечная скорость.
$v_i$

это начальная скорость.
$t_f$

это последний момент.
$t_i$

это начальный момент.

Ускорение выражается в единицах скорости, разделенных на единицы времени. Поэтому единицей ускорения в Международной системе (СИ) является метр, разделенный на секунду в квадрате (м/с ² ).

Значение ускорения мобильного телефона необходимо интерпретировать следующим образом:

a>0 : если ускорение положительное, это означает, что скорость увеличивается со временем.
a<0 : если ускорение отрицательное, это означает, что скорость уменьшается со временем.
a=0 : если ускорение равно нулю, это означает, что скорость постоянна во времени.

➤ См.: Формула скорости.

Примеры ускорения

Теперь, когда мы знаем определение ускорения и его формулу, давайте рассмотрим несколько примеров значений ускорения в повседневной жизни, чтобы лучше понять эту концепцию.

Ускорение лифта с пассажирами: 1 м/с ²
Ускорение велосипедиста: 1,7 м/с ²
Ускорение гоночного автомобиля: 8-9 м/с ²
Ускорение свободного падения: 9,81 м/с ²
Тормозное ускорение при раскрытии парашюта: 30 м/с ²
Стартовое ускорение космического корабля: 40-60 м/с ²
Ускорение поршня двигателя внутреннего сгорания: 300 м/с ²

Среднее ускорение и мгновенное ускорение

В этом разделе мы увидим разницу между средним ускорением и мгновенным ускорением, поскольку это два разных типа ускорения, часто используемые в физике.

Среднее ускорение — это ускорение, с которым двигалось бы движущееся тело, если бы оно двигалось с постоянным ускорением на протяжении всего пути. Среднее ускорение рассчитывается путем деления изменения скорости на пройденный интервал времени.

$a_m=\cfrac{\Delta v}{\Delta t}=\cfrac{v_f-v_i}{t_f-t_i}$

➤ См.: Решение упражнения на среднее ускорение.

С другой стороны, мгновенное ускорение — это ускорение, которое тело имеет в определенный момент, поэтому мгновенное ускорение тела может меняться в каждый момент. Математически мгновенное ускорение определяется как предел среднего ускорения, когда временной интервал приближается к нулю:

$\displaystyle \vv{a_i}=\lim_{\Delta t\to 0}\vv{a_m}=\lim_{\Delta t\to 0}\frac{\Delta \vv{v_i}}{\ Delta t}=\frac{d\vv{v_i}}{dt}$

➤ См.: Решенное упражнение на мгновенное ускорение.

Внутренние компоненты ускорения

Затем мы увидим, каковы внутренние компоненты ускорения и какова цель каждой из этих векторных компонент.

Ускорение состоит из двух внутренних компонентов: тангенциального ускорения ( _at ) и нормального ускорения ( _ac ).

Тангенциальное ускорение (или линейное ускорение) : это компонент ускорения, который изменяет модуль скорости. Тангенциальное ускорение касается траектории мобильного телефона.
Центростремительное ускорение (или нормальное ускорение) : это компонент ускорения, который изменяет направление скорости. Центростремительное ускорение перпендикулярно скорости движущегося тела.

➤ См.: Тангенциальное ускорение (или линейное ускорение).
➤ См.: Центростремительное ускорение (или нормальное ускорение).

тангенциальное ускорение и центростремительное ускорение

Таким образом, амплитуда ускорения эквивалентна квадратному корню из суммы квадратов его собственных составляющих:

$|\vv{a}|=\sqrt{a_t^2+a_c^2}$

Например, тело, описывающее неоднородное круговое движение, проявляет как тангенциальное ускорение, так и центростремительное ускорение, поскольку его скорость меняет модуль и направление.

➤ См.: Что такое круговое движение?