Όταν μελετούν στη φυσική τη μηχανική κίνηση των σωμάτων στο διάστημα, λαμβάνουν πάντα υπόψη την επιτάχυνση που προκύπτει. Ας εξετάσουμε στο άρθρο τι είναι η επιτάχυνση και πώς συμβολίζεται στη φυσική και ας λύσουμε επίσης ένα απλό πρόβλημα για τον υπολογισμό αυτής της τιμής.
Τι είναι η επιτάχυνση και ποιοι είναι οι τύποι της;
Κάτω από την επιτάχυνση κατανοήστε την τιμή, η έννοια της οποίας είναι η ταχύτητα αλλαγής της ταχύτητας του σώματος. Μαθηματικά, αυτός ο ορισμός γράφεται ως εξής:
a=dv/dt.
Αν η συνάρτηση χρόνου της ταχύτητας είναι γνωστή, τότε αρκεί να βρούμε την πρώτη της παράγωγο για να υπολογίσουμε την επιτάχυνση σε μια δεδομένη στιγμή.
Στη φυσική, το γράμμα της επιτάχυνσης είναι το πεζό λατινικό a. Ωστόσο, αυτή είναι η λεγόμενη γραμμική επιτάχυνση, η οποία μετριέται σε μονάδες m/s2. Εκτός από αυτό, υπάρχει και γωνιακή επιτάχυνση. Δείχνει τη μεταβολή της γωνιακής ταχύτητας και εκφράζεται σε μονάδες rad/s2. Αυτός ο τύπος επιτάχυνσης συμβολίζεται με το ελληνικό πεζό γράμμα α (άλφα). Ωρες ωρεςτο γράμμα ε (έψιλον) χρησιμοποιείται για να το δηλώσει.
Αν το σώμα κινείται κατά μήκος μιας καμπύλης τροχιάς, τότε η συνολική επιτάχυνση διασπάται σε δύο συνιστώσες: εφαπτομενική (που καθορίζει τη μεταβολή της ταχύτητας σε μέγεθος) και κανονική (καθορίζοντας την αλλαγή της ταχύτητας στην κατεύθυνση). Αυτοί οι τύποι επιτάχυνσης υποδηλώνονται επίσης με τα γράμματα a, αλλά χρησιμοποιώντας τους αντίστοιχους δείκτες: at και a. Το κανονικό ονομάζεται συχνά κεντρομόλο και το εφαπτομενικό ονομάζεται συχνά εφαπτομενικό.
Τέλος, υπάρχει ένας άλλος τύπος επιτάχυνσης που συμβαίνει όταν σώματα πέφτουν ελεύθερα στο βαρυτικό πεδίο του πλανήτη. Συμβολίζεται με το γράμμα g.
Πρόβλημα στη φυσική για την επιτάχυνση
Είναι γνωστό ότι το σώμα κινείται σε ευθεία γραμμή. Η ταχύτητά του με την πάροδο του χρόνου καθορίζεται από τον ακόλουθο νόμο:
v=2t2-t+4.
Είναι απαραίτητο να υπολογίσετε την επιτάχυνση που θα έχει το σώμα τη χρονική στιγμή t=2,5 δευτερόλεπτα.
Ακολουθώντας τον ορισμό του α, παίρνουμε:
a=dv/dt=4t - 1.
Δηλαδή, η τιμή a εξαρτάται γραμμικά από το χρόνο. Είναι αξιοπερίεργο να σημειωθεί ότι την αρχική στιγμή (t=0) η επιτάχυνση ήταν αρνητική, δηλαδή στρεφόταν ενάντια στο διάνυσμα της ταχύτητας. Λαμβάνουμε την απάντηση στο πρόβλημα αντικαθιστώντας t=2,5 δευτερόλεπτα σε αυτήν την εξίσωση: a=9 m/s2.
