Зміст
Лінійне прискорення - це швидкість зміни швидкості, за певний період часу, об'єкта, що рухається в одному напрямку. Це дуже базове поняття у фізиці і є частиною класичної механіки - специфічної області фізики, яка має справу з законами руху неатомних об'єктів (рух і поведінка атомних частинок описано в квантовій механіці). Найпростіший приклад у щоденному лінійному прискоренні - це автомобіль, який безперервно розганяється по прямій дорозі.
Терміни та поняття
Швидкість визначається як швидкість зміни положення рухомого об'єкта протягом певного періоду часу. У Міжнародній системі одиниць (СІ) вона вимірюється в метрах на секунду або м / с. "Meters" описує зміну положення або відстані, а "секунди" - одиниця часу. Рухомий об'єкт, який охоплює найбільшу відстань для кожної одиниці часу, рухається швидше або має більш високу швидкість. Кажуть, що рухомий об'єкт прискорюється, коли його швидкість змінюється. Прискорення вимірюється в метрах на секунду в квадраті або м / с². Таким чином, автомобіль, що прискорюється на 15 м / с², збільшує свою швидкість зі швидкістю 15 метрів в секунду кожну секунду.
Помилки
У звичайній повсякденній мові ми часто байдуже використовуємо слова швидкість і швидкість. Але у фізиці швидкість класифікується як векторна величина, а швидкість - скалярна величина. Відмінність полягає в тому, що векторна кількість включає опис напрямку. Тому "10 м / с північ" є мірою швидкості, тоді як "10 м / с" є мірою швидкості. Крім того, прискорення є векторною величиною і, при лінійному прискоренні, об'єкт повинен рухатися під час руху в одному напрямку.
Крім того, прискорення, як воно використовується у фізиці, не обов'язково означає збільшення швидкості. Визначення "швидкості зміни" включає також зменшення кількості. Тоді прискорення може бути від'ємним числом. Вимірювання "-10 м / с²" означає, що рухомий об'єкт сповільнюється при 10 м / с для кожного другого переміщення.
Розрахунок
Концепція прискорення є частиною другого закону руху Ньютона, який говорить, що сила, що діє на об'єкт, дорівнює її масі, помноженої на її прискорення. Він виражається в рівнянні F = m. a; де "F" - символ для сили, "m" для маси і "a" для прискорення. Якщо сила, що діє на об'єкт, і його маса відомі, його прискорення може бути визначено діленням сили на масу: a = F / m.
Інший спосіб розрахунку прискорення полягає в тому, щоб взяти різницю в швидкості і ділити на різницю в часі: a = dv / dt, де "dv" - різниця в швидкості "(v2 - v1) і" dt " Наприклад, якщо автомобіль в стані спокою починає рухатися і досягає швидкості 20 м / с за 10 секунд, то його прискорення складе 2 м / с² (20 м / с - 0 м / с / 10 секунд) - 0 секунд).
Круговий рух
Лінійне прискорення застосовується тільки в контексті лінійного руху, що є рухом по прямій лінії. Але об'єкти також можуть рухатися і прискорюватися іншими способами. Оскільки прискорення вимірює зміни швидкості, а швидкість включає в себе напрямок, зміна напрямку також називається прискоренням. Наприклад, якщо автомобіль, який постійно рухається зі швидкістю 20 м / с на прямій дорозі, раптово входить в криву, цей автомобіль прискорюється, коли він рухається по кривій, навіть якщо його швидкість не змінюється. Прискорення, яке відчуває водій, називається "круговим прискоренням".
Застосування
Як частина основного закону фізики, принцип лінійного прискорення використовується в багатьох областях, від інженерії до астрономії. Примітним прикладом є машина, що використовується Національним адміністрацією космічної та аеронавтики (НАСА), називається лінійним приладом для вимірювання маси космічного простору або SLAMMD. Ця машина використовується для вимірювання маси астронавтів на орбіті. Його неявним принципом є Другий Закон руху Ньютона, але цього разу маса визначається діленням сили на прискорення: m = F / a.