Przyspieszenie kontra prędkość
Przyspieszenie i prędkość to dwa podstawowe pojęcia omawiane w odniesieniu do ruchu ciał w fizyce. W tym artykule omówimy, czym są przyspieszenie i prędkość, ich definicje, podobieństwa i wreszcie różnice między przyspieszeniem a prędkością.
Prędkość
Prędkość jest definiowana jako szybkość zmiany przemieszczenia między obiektem a punktem stałym. Matematycznie rzecz biorąc prędkość wynosi dx/dt (czytane jako d, dt x) zgodnie z teoriami rachunku różniczkowego. Jest również oznaczony w ẋ. Prędkość przybiera również postać prędkości kątowej; w tym przypadku prędkość jest równa szybkości zmiany kąta. Zarówno prędkość liniowa, jak i prędkość kątowa są wektorami. Prędkość liniowa ma kierunek ruchu chwilowego, podczas gdy prędkość kątowa ma kierunek określony metodą korkociągową. Prędkość jest wariantem relatywistycznym, co oznacza, że prawa względności muszą być stosowane dla prędkości zgodnych z prędkością światła. Prędkość względna to prędkość obiektu względem innego obiektu. W postaci wektorowej jest to zapisane jako V̰A rel B=V̰A – V̰B V̰ rel to prędkość obiektu „a” względem obiektu „b”. Zwykle do obliczenia prędkości względnej między dwoma obiektami używa się trójkąta prędkości lub równoległoboku prędkości. Teoria trójkąta prędkości mówi, że jeśli VA rel Earth i VEarth rel B są wskazane po dwóch bokach trójkąta proporcjonalnego do wielkości i kierunku, trzecia linia wskazuje kierunek i wielkość względnej prędkości.
Przyspieszenie
Przyspieszenie jest definiowane jako tempo zmian prędkości ciała. Należy zauważyć, że przyspieszenie zawsze wymaga siły wypadkowej działającej na obiekt. Opisuje to druga zasada dynamiki Newtona. Drugie prawo mówi, że siła wypadkowa F działająca na ciało jest równa szybkości zmiany liniowego pędu ciała. Ponieważ pęd liniowy jest iloczynem masy i prędkości ciała, a masa nie zmienia się w skali nierelatywistycznej, siła jest równa masie razy tempo zmiany prędkości, czyli przyspieszenie. Przyczyn tej siły może być kilka. Siła elektromagnetyczna, siła grawitacyjna i siła mechaniczna to tylko niektóre z nich. Przyspieszenie spowodowane pobliską masą jest znane jako przyspieszenie grawitacyjne. Należy zauważyć, że jeśli obiekt nie zostanie poddany działaniu siły wypadkowej, nie zmieni on swojej prędkości, niezależnie od tego, czy poruszał się, czy nieruchomy. Zauważ, że ruch obiektu nie wymaga siły, ale przyspieszenie zawsze wymaga siły.
Jaka jest różnica między przyspieszeniem a prędkością?
• Przyspieszenie wymaga siły wypadkowej działającej na obiekt, ale prędkość nie wymaga takiej siły.
• Każdy przyspieszający obiekt ma prędkość, ale każdy obiekt mający prędkość niekoniecznie musi mieć przyspieszenie.
• Przyspieszenie wymaga zmiany wielkości lub kierunku prędkości.
