Ускорение

Еще с курса физики девятого класса известно, что движение может быть равномерным и неравномерным. При неравномерном движении за равные промежутки времени материальная точка проходит разные расстояния, изменяется и мгновенная скорость ее движения. Мера того, насколько быстро изменяется скорость, называется ускорением. Давайте поговорим на эту тему, дадим определение ускорения, дадим его формулу.

Ускорение движения

Большинство движений в природе резкие. Если рассматривать такое движение, то пройденные расстояния в одни и те же промежутки времени будут разными. Следовательно, скорость (которая равна отношению пройденного пути ко времени в пути) тоже будет разной.

Рис. 1. Пример неравномерного движения.

Также для разных движений изменение скорости в одних и тех же промежутках времени тоже будет разным. Например, рассмотрим ускорение мяча и автомобиля. В конце разгона оба могут развивать мгновенную скорость 50 метров в секунду. Однако автомобиль достигает этой скорости за десять секунд, а мяч, в сто раз быстрее, за десятую долю секунды. Как охарактеризовать такую ​​разницу?

Физическая величина, характеризующая скорость изменения скорости, называется ускорением.

Формулу ускорения легко получить, поскольку скорость — это скорость изменения координат, а ускорение — это скорость изменения скорости:

\ overrightarrow a = {\ overrightarrow v — \ overrightarrow {v_0} \ over t}

где:

  • \overrightarrow a — вектор ускорения;
  • \overrightarrow {v_0} — вектор начальной скорости;
  • ?v — вектор скорости в момент времени t;
  • t — время изменения скорости с \overrightarrow {v_0} до \overrightarrow v.

По сути, ускорение — это «скорость изменения скорости». Поэтому формула ускорения аналогична формуле скорости, только в числителе вместо координаты стоит скорость.

Из приведенной выше формулы вы можете получить единицу ускорения. Поскольку скорость в системе СИ измеряется в метрах в секунду, а время измеряется в секундах, ускорение дается в метрах в секунду в квадрате (иногда говорят метр в секунду в секунду).

Рис. 2. Ускорение в физике.

Равноускоренное движение

По аналогии со скоростью ускорение может быть средним и мгновенным. Мгновенное ускорение – это ускорение, при котором интервал времени измерения приближается к нулю:

\overrightarrow a_{ins}={\overrightarrow v – \overrightarrow {v_0} \over t},t\rightarrow 0

В противном случае ускорение усредняется по времени t.

Равноускоренным называется движение, при котором мгновенное ускорение в любой момент времени остается постоянным и равным среднему ускорению за любой промежуток времени. При равноускоренном движении скорость изменяется по линейному закону.

Примером равноускоренного движения является свободное падение тела в первые секунды, когда сопротивление воздуха еще пренебрежимо мало.

Рис. 3. Свободное падение тела.

Поделиться:
×
Рекомендуем посмотреть