شتاب

شتاب

هنگامی که ما در مورد سرعت و سرعت بحث کردیم ، یک سرعت ثابت را در نظر گرفتیم. با این حال ، این امر در دنیای واقعی به ندرت اتفاق می افتد. در دنیای واقعی سرعت یک جسم در حال حرکت اغلب در حال تغییر است.

شتاب چیست؟

شتاب سنجش تغییر سرعت جسم است. وقتی روی اتومبیل پدال گاز را فشار می دهید ، ماشین با سرعت و سرعت بیشتری جلو می رود. این تغییر سرعت شتاب است.

معادله محاسبه شتاب:

شتاب = (تغییر سرعت) / (تغییر در زمان)
یا
a = Δv ÷ Δt
نحوه اندازه گیری شتاب

واحد استاندارد اندازه گیری شتاب متر بر ثانیه مربع یا متر بر ثانیه استدو. این را می توانید از فرمول بالا محاسبه کنید در صورتی که سرعت متر بر ثانیه است و زمان آن بر حسب ثانیه است.

شتاب یک بردار است

در فیزیک شتاب نه تنها دارای بزرگی است (که m / s است.)دوشماره ای که در بالا بحث کردیم) ، اما دارای یک جهت است. این باعث می شود شتاب یک بردار باشد.

نیرو و شتاب

قانون دوم نیوتن بیان می کند که نیروی وارد بر جسم برابر است با جرم چند برابر شتاب. این در معادله زیر نوشته شده است:

نیرو = جرم * شتاب
یا
F = کارشناسی ارشد
اگر جرم و نیروی وارد بر یک جسم را بشناسیم می توانیم از این فرمول برای درک شتاب نیز استفاده کنیم. این فرمول عبارت است از:

شتاب = نیرو / جرم
یا
a = F / m
شتاب ثابت

وقتی جسمی با گذشت زمان با مقدار ثابت سرعت تغییر می کند ، این را شتاب ثابت می نامند. جسمی با شتاب مثبت ثابت سریعتر و سریعتر پیش خواهد رفت. سرعت آن دائماً در حال افزایش است.

فاصله
ثانیه اول
ثانیه دوم
ثانیه سوم
شتاب
5 متر بر ثانیهدو
5 متر بر ثانیهدو
5 متر بر ثانیهدو
سرعت
10 متر بر ثانیه
15 متر بر ثانیه
20 متر بر ثانیه
نمونه ای از شتاب ثابت 5 متر بر ثانیهدو.

سقوط آزاد: نوعی شتاب

یک نمونه از شتاب ثابت ، یک جسم در سقوط آزاد است. در هنگام سقوط آزاد ، نیروی جاذبه بر روی جسم یک نیروی ثابت ایجاد می کند که باعث افزایش مداوم سرعت می شود. اگر بخواهید فاصله افتادن یک شی را اندازه بگیرید ، هر ثانیه بیشتر سقوط می کند زیرا دائماً سرعت را افزایش می دهد.

توجه: در دنیای واقعی نیروی اضافی اصطکاک هوا بر روی جسم وجود دارد. در برخی موارد جسم به سرعت نهایی می رسد. این بدان معنی است که دیگر شتاب نخواهد گرفت و سرعت سقوط ثابت خواهد ماند. سرعت نهایی سقوط یک چترباز به صورت رو به پایین حدود 122 مایل در ساعت است.

شتاب متوسط

شتاب متوسط ​​تغییر کل سرعت تقسیم بر کل زمان است. این را می توان با استفاده از معادله a = Δv ÷ Δt پیدا کرد.

به عنوان مثال ، اگر سرعت جسم در طول 5 ثانیه از 20 متر در ثانیه به 50 متر بر ثانیه تغییر کند ، شتاب متوسط ​​خواهد بود:

a = (50 متر در ثانیه - 20 متر در ثانیه) ÷ 5 ثانیه
a = 30 متر بر ثانیه ÷ 5 ثانیه
a = 6 متر بر ثانیهدو

کاهش یا شتاب منفی

وقتی سرعت جسم کاهش می یابد (کند می شود) به این کاهش سرعت می گویند. همچنین ممکن است با شتاب منفی نشان داده شود. این به این معنی است که جهت یا بردار شتاب در جهت مخالف حرکت جسم قرار دارد.

به عنوان مثال ، اگر سرعت یک جسم از 40 متر بر ثانیه به 10 متر بر ثانیه در یک بازه زمانی 2 ثانیه تغییر کند ، شتاب متوسط ​​خواهد بود:

a = (10 m / s - 40 m / s) ÷ 2 ثانیه
a = -30 میلی ثانیه ÷ 2 ثانیه
a = -15 متر در ثانیهدو
این را می توان کاهش سرعت 15 متر بر ثانیه نیز نامیددو.