Φυσική για παιδιά

Επιτάχυνση

Τι είναι η επιτάχυνση;

Η επιτάχυνση είναι η μέτρηση της μεταβολής της ταχύτητας ενός αντικειμένου. Όταν πατάτε το πεντάλ του γκαζιού σε ένα αυτοκίνητο, το αυτοκίνητο τρέχει όλο και πιο γρήγορα προς τα εμπρός. Αυτή η μεταβολή της ταχύτητας είναι η επιτάχυνση.

Η εξίσωση για τον υπολογισμό της επιτάχυνσης είναι:

Επιτάχυνση = (μεταβολή της ταχύτητας)/(μεταβολή του χρόνου)

ή

a = Δv ÷ Δt

Πώς να μετρήσετε την επιτάχυνση

Η τυπική μονάδα μέτρησης της επιτάχυνσης είναι τα μέτρα ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο ή m/s2. Μπορείτε να την υπολογίσετε από τον παραπάνω τύπο, όπου η ταχύτητα είναι μέτρα ανά δευτερόλεπτο και ο χρόνος είναι σε δευτερόλεπτα.

Η επιτάχυνση είναι ένα διάνυσμα

Στη φυσική η επιτάχυνση δεν έχει μόνο ένα μέγεθος (που είναι ο αριθμός m/s2 που συζητήσαμε παραπάνω), αλλά έχει και μια κατεύθυνση. Αυτό καθιστά την επιτάχυνση διάνυσμα.

Δύναμη και επιτάχυνση

Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα για την κίνηση ορίζει ότι η δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο ισούται με τη μάζα επί την επιτάχυνση. Αυτό γράφεται στην ακόλουθη εξίσωση:

Δύναμη = μάζα * επιτάχυνση

ή

F = ma

Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον τύπο για να υπολογίσουμε και την επιτάχυνση, αν γνωρίζουμε τη μάζα και τη δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο. Ο τύπος αυτός είναι:

επιτάχυνση = δύναμη/μάζα

ή

a = F/m

Σταθερή επιτάχυνση

Όταν ένα αντικείμενο μεταβάλλει την ταχύτητά του κατά ένα σταθερό ποσό με την πάροδο του χρόνου, αυτό ονομάζεται σταθερή επιτάχυνση. Ένα αντικείμενο με σταθερή θετική επιτάχυνση θα πηγαίνει όλο και πιο γρήγορα. Η ταχύτητά του θα αυξάνεται συνεχώς.

1ο δευτερόλεπτο

2ο δευτερόλεπτο

3ο δευτερόλεπτο Επιτάχυνση

5 m/s2

5 m/s2

5 m/s2 Ταχύτητα

10 m/s

15 m/s

20 m/s Παράδειγμα σταθερής επιτάχυνσης 5 m/s2.

Ελεύθερη πτώση: Ένας τύπος επιτάχυνσης

Ένα παράδειγμα σταθερής επιτάχυνσης είναι ένα αντικείμενο σε ελεύθερη πτώση. Κατά τη διάρκεια της ελεύθερης πτώσης, η βαρύτητα ασκεί μια σταθερή δύναμη στο αντικείμενο προκαλώντας μια σταθερή αύξηση της ταχύτητας. Αν μετρήσετε την απόσταση που έπεσε ένα αντικείμενο, κάθε δευτερόλεπτο θα πέφτει περισσότερο, επειδή αυξάνει συνεχώς την ταχύτητά του.

Σημείωση: Στον πραγματικό κόσμο θα υπήρχε η πρόσθετη δύναμη της τριβής του αέρα στο αντικείμενο. Σε κάποιο σημείο το αντικείμενο θα έφτανε σε "τελική ταχύτητα". Αυτό σημαίνει ότι δεν θα επιταχυνόταν πλέον και η ταχύτητα της πτώσης θα παρέμενε η ίδια. Η τελική ταχύτητα ενός αλεξιπτωτιστή που πέφτει με το πρόσωπο προς τα κάτω είναι περίπου 122 μίλια την ώρα.

Μέση επιτάχυνση

Η μέση επιτάχυνση είναι η συνολική μεταβολή της ταχύτητας διαιρούμενη με το συνολικό χρόνο. Αυτή μπορεί να βρεθεί χρησιμοποιώντας την εξίσωση a = Δv ÷ Δt.

Για παράδειγμα, εάν η ταχύτητα ενός αντικειμένου μεταβληθεί από 20 m/s σε 50 m/s κατά τη διάρκεια 5 δευτερολέπτων, η μέση επιτάχυνση θα είναι:

a = (50 m/s - 20 m/s) ÷ 5s

a = 30 m/s ÷ 5s

a = 6 m/s2

Επιβράδυνση ή αρνητική επιτάχυνση

Όταν η ταχύτητα ενός αντικειμένου μειώνεται (επιβραδύνεται), αυτό ονομάζεται επιβράδυνση. Μπορεί επίσης να αντιπροσωπεύεται από αρνητική επιτάχυνση. Αυτό σημαίνει ότι η κατεύθυνση ή το διάνυσμα της επιτάχυνσης δείχνει προς την αντίθετη κατεύθυνση της κίνησης του αντικειμένου.

Για παράδειγμα, αν η ταχύτητα ενός αντικειμένου μεταβληθεί από 40 m/s σε 10 m/s σε χρονικό διάστημα 2 δευτερολέπτων, η μέση επιτάχυνση θα είναι:

a = (10 m/s - 40 m/s) ÷ 2s

a = -30 ms ÷ 2s

a = -15 m/s2

Αυτό θα μπορούσε επίσης να ονομαστεί επιβράδυνση 15 m/s2.

Δραστηριότητες

Κάντε ένα κουίζ δέκα ερωτήσεων σχετικά με αυτή τη σελίδα.

Περισσότερα θέματα Φυσικής σχετικά με την κίνηση, το έργο και την ενέργεια

Σκάλες και διανύσματα

Διανυσματικά μαθηματικά

Μάζα και βάρος

Δύναμη

Ταχύτητα και ταχύτητα

Επιτάχυνση

Βαρύτητα

Τριβή

Νόμοι της κίνησης

Απλές μηχανές

Γλωσσάριο όρων κίνησης

Εργασία και ενέργεια

Ενέργεια

Κινητική ενέργεια

Δυνητική ενέργεια

Εργασία

Ισχύς

Ορμή και συγκρούσεις

Πίεση

Θερμότητα

Θερμοκρασία

Επιστήμη>> Φυσική για παιδιά