Ubrzanje tijela sa jednako udaljenim kretanjem: definicija. Boost. Formula za određivanje ubrzanja

Kretanje je jedno od glavnih svojstava svijeta u kojem živimo. Iz fizike je poznato da se sva tijela i čestice od kojih se sastoje stalno kreću u svemiru čak i na temperaturama apsolutne nule. U ovom članku ćemo razmotriti definiciju ubrzanja kao važne kinematičke karakteristike mehaničkog kretanja u fizici.

O kojoj veličini govorimo?

Prema definiciji, ubrzanje je veličina koja nam omogućava da kvantitativno opišemo proces promjene brzine tokom vremena. Matematički, ubrzanje se izračunava na sljedeći način:

a¯ = dv¯/ dt.

Ova formula za određivanje ubrzanja opisuje takozvanu trenutnu vrijednost a¯. Da biste izračunali prosječno ubrzanje, trebali biste uzeti omjer razlike u brzini i duži vremenski period.

Vrijednost a¯ je vektor. Ako je brzina usmjerena duž tangente na razmatranu putanju tijela, tada ubrzanje može biti usmjereno na potpuno proizvoljan način. To nema nikakve veze sa putanjom kretanja i sa vektorom v¯. Međutim, obje ove karakteristike kretanja ovise o ubrzanju. To je zato što, u konačnici, vektor ubrzanja određuje putanju i brzinu tijela.

Da shvatim gde ubrzanje a¯, treba da zapišemo drugi Njutnov zakon. U dobro poznatom obliku to izgleda ovako:

F¯ = m*a¯.

Jednakost kaže da dva vektora (F¯ i ... ¯) povezani su jedni s drugima kroz numeričku konstantu (m). Iz svojstva vektora poznato je da množenje pozitivnim brojem ne mijenja smjer vektora. Drugim riječima, ubrzanje je uvijek usmjereno na djelovanje ukupne sile F¯ po tijelu.

Dotična vrijednost mjeri se u metrima po kvadratnoj sekundi. Na primjer, gravitaciona sila zemlje u blizini njene površine obavještava tijela o ubrzanju od 9,81 m / s², odnosno, brzina slobodnog pada tijela u prostoru bez vazduha povećava se za 9,81 m/s za svaku sekundu.

Koncept jednako udaljenog kretanja

Formula za određivanje ubrzanja u opštem slučaju napisana je gore. Međutim, u praksi je često potrebno riješiti probleme za takozvano ravnopravno kretanje. To se shvata kao takvo kretanje tela, u kojoj njihova tangencijalna komponenta ubrzanja je konstantna vrijednost. Naglašavamo važnost postojanosti tangencijalne, a ne normalne komponente ubrzanja.

Ukupno ubrzanje tela u procesu krivolinijskog kretanja može se predstaviti kao dve komponente. Tangencijalna komponenta opisuje promjenu modula brzine. Normalna komponenta je uvek usmerena okomito na putanju. Ne mijenja modul brzine, ali mijenja njegov vektor.

U nastavku ćemo malo detaljnije otkriti pitanje u vezi sa komponentom ubrzanja.

Kretanje jednako udaljeno u pravoj liniji

Budući da se vektor brzine ne mijenja pri kretanju u pravoj liniji tijela, normalno ubrzanje je nula. To znači da se ukupno ubrzanje formira isključivo tangencijalnom komponentom. Određivanje ubrzanja sa jednako udaljenim kretanjem vrši se prema sljedećim formulama:

a = (v-v₀) / t;

a = 2*s / t²;

a = 2*(S-v₀*t) / t².

Ove tri jednačine su osnovni izrazi kinematike. Ovdje v₀ - je li brzina koju je tijelo imalo prije ubrzanja. Zove se inicijal. Vrijednost S je put kojim tijelo pređe po pravoj putanji tokom vremena t.

Koju god vrijednost vremena t zamijenimo u bilo koju od ovih jednačina, uvijek ćemo dobiti isto ubrzanje a, jer se ono ne mijenja tokom razmatrane vrste kretanja.

Ubrzana rotacija

Kretanje po krugu s ubrzanjem prilično je česta vrsta kretanja u tehnologiji. Da biste to shvatili, dovoljno je prisjetiti se rotacije osovina, diskova, točkova, ležajeva. Za određivanje ubrzanja tijela s jednako udaljenim kretanjem duž kruga, često se koriste ugaone vrijednosti umjesto linearnih vrijednosti. Ugaono ubrzanje, na primjer, definirano je na sljedeći način:

α = dω/ dt.

Vrijednost α izražava se u radijanima za svaku sekundu na kvadrat. Ovo ubrzanje sa tangencijalnom komponentom magnitude a povezano je na sljedeći način:

α = a_t/ r.

Pošto je α konstantna sa jednako udaljenom rotacijom, tangencijalno ubrzanje a_t povećava se u direktnoj proporciji sa povećanjem radijusa r rotacije.

Ako je α=0, tada postoji samo normalno ubrzanje različito od nule tokom rotacije. Ipak, ovaj pokret se naziva ekvi-naizmjenična ili ujednačena rotacija, a ne ekvi-ubrzana.