Indhold
Lineær acceleration er hastigheden af hastighedsændring i løbet af en given tidsperiode af en genstand, der bevæger sig i en retning. Dette er et meget grundlæggende begreb i fysik og er en del af klassisk mekanik - det specifikke felt i fysik, der omhandler bevægelsesloven for ikke-atomobjekter (bevægelsen og opførelsen af atompartikler er beskrevet i kvantemekanik). Det enkleste eksempel i den daglige lineære acceleration er en bil, som kontinuerligt accelererer langs en lige vej.
Vilkår og begreber
Hastighed defineres som ændringshastigheden i positionen af et bevægeligt objekt over en tidsperiode. I det internationale system af enheder (SI) måles det i meter pr. Sekund eller m / s. "Meters" beskriver ændringen i position eller afstand, og "sekunder" er tidsenheden. Et bevægeligt objekt, der dækker den største afstand for hver tidsenhed, bevæger sig hurtigere eller har en højere hastighed. Et bevægeligt objekt siges at accelerere, når dets hastighed ændres. Accelerationen måles i meter per sekund kvadrat eller m / s². Så en bil accelererende ved 15 m / s² øger sin hastighed med en hastighed på 15 meter pr. Sekund hvert sekund det bevæger sig.
misforståelser
I almindeligt dagligdags sprog bruger vi ofte ordene hastighed og hastighed ligegyldigt. Men i fysik klassificeres hastigheden som en vektormængde, mens hastigheden er en skalær mængde. Forskellen er, at en vektormængde inkluderer en beskrivelse af retning. Derfor er "10 m / s North" et mål for hastighed, mens "10 m / s" er et mål for hastighed. Acceleration er også en vektormængde, og i lineær acceleration skal objektet bevæge sig under bevægelse i en enkelt retning.
Også acceleration som det anvendes i fysik betyder ikke nødvendigvis en stigning i hastigheden. Definitionen af "ændringshastighed" omfatter også en reduktion i mængden. Derefter kan accelerationen være et negativt tal. Måling "-10 m / s²" betyder, at det bevægende objekt retarderes ved 10 m / s for hvert sekund, der bevæger sig.
beregning
Konceptet acceleration er en del af Newtons anden lov om bevægelse, som siger, at kraften, der virker på en genstand, er lig med dens masse multipliceret med dens acceleration. Det udtrykkes i ligningen F = m. a; hvor "F" er symbolet for kraft, "m" for masse og "a" for acceleration. Hvis kraften, der virker på en genstand og dens masse, er kendt, kan accelerationen bestemmes ved at dividere kraften ved massen: a = F / m.
En anden måde at beregne accelerationen på er at tage forskellen i hastighed og opdeling ved tidsforskellen: a = dv / dt, hvor "dv" er forskellen i hastighed "(v2 - v1) og" dt " For eksempel, hvis en bil i ro begynder at bevæge sig og når en hastighed på 20 m / s om 10 sekunder, vil accelerationen være 2 m / s² (20 meter pr. Sekund - 0 meter pr. Sekund / 10 sekunder - 0 sekunder).
Cirkulær bevægelse
Lineær acceleration gælder kun i forbindelse med lineær bevægelse, som er bevægelse langs en lige linje. Men objekter kan også bevæge sig og accelerere på andre måder. Fordi accelerationsmålinger ændrer sig i hastighed, og hastigheden indbefatter retning, kaldes en ændring i retning også acceleration. Hvis en bil, der konstant bevæger sig ved 20 m / s på en lige vej, pludselig kommer ind i en kurve, accelererer denne bil, da den bevæger sig langs kurven, selvom dens hastighed ikke ændres. Accelerationen mærkes af føreren kaldes "cirkulær acceleration".
ansøgning
Som led i en grundlæggende fysiklove anvendes princippet om lineær acceleration på mange områder, fra ingeniør til astronomi. Et bemærkelsesværdigt eksempel er en maskine, der anvendes af National Space and Aeronautics Administration (NASA), kaldet Linear Space Acceleration Mass Measurement Apparatus eller SLAMMD. Denne maskine bruges til at måle astronauternes masse i kredsløb. Dets implicitte princip er Newtons anden lov om bevægelse, men denne gang bestemmes massen ved at dividere kraften ved accelerationen: m = F / a.