Conţinut
Accelerația liniară este rata de schimbare a vitezei, într-o anumită perioadă de timp, a unui obiect care se deplasează într-o direcție. Acesta este un concept foarte fundamental în fizică și face parte din mecanica clasică - domeniul specific al fizicii care se ocupă de legile mișcării obiectelor non-atomice (mișcarea și comportamentul particulelor atomice este descrisă în mecanica cuantică). Cel mai simplu exemplu de accelerație liniară zilnică este o mașină care accelerează continuu de-a lungul unui drum drept.
Termeni și concepte
Viteza este definită ca rata de schimbare a poziției unui obiect în mișcare pe o perioadă de timp. În Sistemul Internațional de Unități (SI), acesta este măsurat în metri pe secundă sau m / s. "Metri" descrie schimbarea poziției sau distanței, iar "secunde" este unitatea de timp. Un obiect în mișcare care acoperă cea mai mare distanță pentru fiecare unitate de timp se mișcă mai repede sau are o viteză mai mare. Un obiect în mișcare se spune că accelerează când viteza sa se schimbă. Accelerația este măsurată în metri pe secundă pătrat sau m / s². Deci, o masina care accelereaza la 15 m / s² isi mareste viteza cu o viteza de 15 metri pe secunda in fiecare secunda in care se misca.
concepții greșite
În limbajul obișnuit de zi cu zi, adesea folosim cuvintele viteză și viteză indiferent. Dar în fizică, viteza este clasificată ca o cantitate vectorială, în timp ce viteza este o cantitate scalară. Diferența este că o cantitate vectorică include o descriere a direcției. Prin urmare, "10 m / s Nord" este o măsură a vitezei, în timp ce "10 m / s" este o măsură a vitezei. De asemenea, accelerația este o cantitate vectorică și, în accelerație liniară, obiectul trebuie să se miște în timp ce se mișcă într-o singură direcție.
De asemenea, accelerația, așa cum este folosită în fizică, nu înseamnă neapărat o creștere a vitezei. Definiția "ratei schimbării" include și o reducere a cantității. Apoi accelerația poate fi un număr negativ. Măsurarea "-10 m / s²" înseamnă că obiectul în mișcare este decelerat la 10 m / s pentru fiecare secundă în mișcare.
calcul
Conceptul de accelerare face parte din a doua lege a mișcării lui Newton, care spune că forța care acționează asupra unui obiect este egală cu masa sa înmulțită cu accelerarea sa. Se exprimă în ecuația F = m. o; unde "F" este simbolul forței, "m" pentru masă și "a" pentru accelerare. Dacă forța care acționează asupra unui obiect și masa sa este cunoscută, accelerarea sa poate fi determinată prin împărțirea forței la masa: a = F / m.
Un alt mod de a calcula accelerația este de a lua diferența de viteză și de a împărți diferența de timp: a = dv / dt, unde "dv" este diferența de viteză "(v2 - v1) și" dt " De exemplu, dacă o mașină în repaus începe să se deplaseze și atinge viteza de 20 m / s în 10 secunde, accelerarea acesteia ar fi de 2 m / s² (20 de metri pe secundă - 0 metri pe secundă / 10 secunde - 0 secunde).
Miscarea circulara
Accelerarea liniară se aplică numai în contextul mișcării liniare, care este mișcarea de-a lungul unei linii drepte. Dar obiectele se pot muta și accelera și în alte moduri. Deoarece accelerația măsoară schimbările de viteză și viteza include direcția, o schimbare a direcției se numește și accelerație. De exemplu, dacă o mașină care se mișcă constant la 20 m / s pe un drum drept intră brusc într-o curbă, această mașină se accelerează în timp ce se mișcă de-a lungul curbei, chiar dacă viteza sa nu se schimbă. Accelerarea simțită de șofer se numește "accelerație circulară".
cerere
Ca parte a unei legi fundamentale a fizicii, principiul accelerației liniare este utilizat în multe domenii, de la inginerie la astronomie. Un exemplu notabil este o mașină utilizată de Administrația Națională de Spațiu și Aeronautică (NASA), denumită Aparat de masurare a maselor de accelerație liniară spațială sau SLAMMD. Această mașină este utilizată pentru a măsura masa astronauților pe orbită. Principiul său implicit este a doua lege a mișcării lui Newton, dar de această dată masa este determinată prin împărțirea forței prin accelerație: m = F / a.