Ускорение

Мы объясним, что такое ускорение и формулы, используемые для его расчета. А также его различие со скоростью и примеры
Понятие ускорения пришло из исследований Исаака Ньютона в области механики

Что такое ускорение?

Ускорение объекта – это величина, которая показывает, как изменяется скорость объекта в единицу времени. Поскольку скорость является векторной величиной (т.е. имеет направление ), ускорение также является векторной величиной. Обычно она обозначается знаком a, а единицей ее измерения в является м/с2 (метры на секунду в квадрате)

Происхождение ускорения как понятия берет начало в исследованиях по механике Исаака Ньютона (основателя классической механики), в которых гарантируется, что объект будет сохранять свое прямолинейное равномерное движение (MRU), если на него не действуют силы, приводящие к ускорению

Эти силы могут создавать ускорения, которые заставляют объекты увеличивать или уменьшать свои скорости. Важно отметить, что при работе с векторами необходимо определить направления. Если, например, мы определяем восток как положительное направление движения, то положительное ускорение всегда подразумевает увеличение скорости. Однако отрицательное ускорение может указывать на снижение скорости в восточном направлении или увеличение скорости в западном направлении

Если объект испытывает изменения в своем ускорении в течение определенного периода времени, то можно рассчитать среднее ускорение, которое является средним значением ускорений, испытываемых объектом в течение этого периода времени

Формула ускорения

Классическая механика понимает ускорение как изменение скорости тела во времени . Математически это записывается так: a = dv / dt , где a – ускорение, dv – разность скоростей, а dt – время, в течение которого происходит ускорение

Более точно, dv и dt определяются следующим образом:

• dv = vf – vi , где vf – конечная скорость, а vi, – начальная скорость движения. Эта разница указывает на направление ускорения.
• dt = tf – ti , где tf – конечное время, а ti – начальное время движения. Если не оговорено иное, начальное время обычно принимается равным 0 секунд.

С другой стороны, существует зависимость пропорциональности между силой (F), приложенной к объекту массой (m), и ускорением (a), которое он приобретает. Формула, описывающая эту взаимосвязь, – это второй закон Ньютона

•   F = m.a из чего следует, что a = F / m .

Скорость и ускорение

Ускорение связано с изменением скорости объекта.

Скорость и ускорение – это два разных понятия. Скорость указывает на расстояние, которое проходит тело за единицу времени (поэтому она имеет единицы измерения м/с, например), а ускорение – это изменение этой скорости в единицу времени (поэтому оно имеет единицы измерения м/с2, например)

Примеры ускорения

• Бильярдный шар ускоряется, когда по нему бьют кием. Зная силу, создаваемую кием, и массу шара, мы можем получить его ускорение.
• Если мы знаем скорость поезда непосредственно перед началом торможения и время, необходимое для достижения нулевой скорости, то мы можем рассчитать его замедление (отрицательное ускорение).
• Предмет бросают с балкона (тогда его начальная скорость равна нулю), и под действием силы гравитации он будет падать с возрастающей скоростью, пока не достигнет максимума на земле. Если известны конечная скорость и время падения, мы можем получить ускорение (которое будет ускорением силы тяжести).