Sisu
Lineaarne kiirendus on ühel suunda liikuva objekti kiiruse muutumise kiirus teatud aja jooksul. See on füüsika põhiidee ja on osa klassikalisest mehaanikast - konkreetsest füüsikavaldkonnast, mis tegeleb mitte-aatomi objektide liikumise seadustega (aatomiosakeste liikumine ja käitumine on kirjeldatud kvantmehaanikas). Lihtsaim näide igapäevases lineaarses kiirenduses on auto, mis kiireneb pidevalt mööda sirget teed.
Terminid ja mõisted
Kiirus on määratletud kui liikuva objekti asukoha muutumise kiirus teatud aja jooksul. Rahvusvahelises ühikute süsteemis (SI) mõõdetakse seda meetrites sekundis või m / s. "Mõõturid" kirjeldab asukoha või vahemaa muutust ja "sekundid" on ajaühik. Liikuv objekt, mis katab iga ajaühiku suurima vahemaa, liigub kiiremini või kiiremini. Liigutav objekt kiirendab, kui kiirus muutub. Kiirendust mõõdetakse meetrites sekundis ruudus või m / s². Seega tõstab 15 m / s² kiirendav auto kiirust kiirusega 15 meetrit sekundis iga sekundi jooksul.
Väärarusaamu
Tavalisel igapäevaelus kasutame sageli sõnu kiirus ja kiirus ükskõikselt. Kuid füüsikas liigitatakse kiirus vektorikoguseks, samas kui kiirus on skalaarne kogus. Erinevus seisneb selles, et vektorikogus sisaldab suuna kirjeldust. Seetõttu on "10 m / s põhja" kiiruse mõõt, samas kui "10 m / s" on kiiruse mõõt. Samuti on kiirendus vektorikogus ja lineaarsel kiirendusel peab objekt liikuma ühes suunas.
Samuti ei tähenda füüsikas kasutatav kiirendus tingimata kiiruse suurenemist. "Muutuse määra" määratlus hõlmab ka koguse vähendamist. Siis võib kiirendus olla negatiivne arv. Mõõtmine "-10 m / s²" tähendab, et liikuv objekt aeglustub 10 m / s juures iga teise liikumise puhul.
Arvutamine
Kiirenduse mõiste on osa Newtoni teisest liikumisseadusest, mis ütleb, et objektile mõjuv jõud on võrdne selle massiga, mis on korrutatud selle kiirendusega. Seda väljendatakse võrrandis F = m. a; kus "F" on jõu sümbol "m" massile ja "a" kiirenduseks. Kui objektile ja selle massile mõjuv jõud on teada, saab selle kiirenduse kindlaks määrata jõu jagamisega massiga: a = F / m.
Teine võimalus kiirenduse arvutamiseks on võtta kiiruse erinevus ja jagada aja erinevus: a = dv / dt, kus "dv" on kiiruse vahe "(v2 - v1) ja" dt " Näiteks kui auto puhkab hakkab liikuma ja jõuab kiiruseni 20 m / s 10 sekundi jooksul, oleks selle kiirendus 2 m / s² (20 meetrit sekundis - 0 meetrit sekundis / 10 sekundit) - 0 sekundit).
Ringliikumine
Lineaarne kiirendus kehtib ainult lineaarse liikumise kontekstis, mis on liikumine sirgjoonel. Kuid objektid võivad liikuda ja kiirendada ka muul viisil. Kuna kiirendus mõõdab kiiruse muutumist ja kiirus hõlmab suunda, nimetatakse suuna muutust ka kiirenduseks. Näiteks, kui auto, mis liigub sirgel teel 20 m / s pidevalt, jõuab järsult kõverasse, kiireneb see auto, liigutades kõverat, isegi kui selle kiirus ei muutu. Juhi poolt tunduvat kiirendust nimetatakse ringikujuliseks kiirenduseks.
Rakendus
Füüsika põhiseaduse osana kasutatakse lineaarse kiirenduse põhimõtet paljudes valdkondades alates inseneriteadusest astronoomiani. Märkimisväärne näide on National Space and Aeronautics Administration (NASA) poolt kasutatav masin, mida nimetatakse lineaarse ruumi kiirenduse massimõõteseadmeks või SLAMMD-ks. Seda masinat kasutatakse astronautide massi mõõtmiseks orbiidil. Selle kaudne põhimõte on Newtoni teine liikumisseadus, kuid seekord määratakse mass massi jagamisega kiirendusega: m = F / a.