Η ταχύτητα και η επιτάχυνση και οι δύο περιγράφουν την κίνηση, αλλά υπάρχει μια σημαντική διαφορά μεταξύ των δύο. Αν σπουδάζετε φυσική σε επίπεδο γυμνασίου ή κολεγίου, η κατανόηση των διαφορών μεταξύ τους είναι απαραίτητη. Η κατανόηση του τι σημαίνει ταχύτητα οδηγεί σε κατανόηση του τι σημαίνει επιτάχυνση γιατί ενώ η ταχύτητα είναι ο ρυθμός αλλαγής της θέσης, η επιτάχυνση είναι ο ρυθμός αλλαγής της ταχύτητας. Εάν ταξιδεύετε με σταθερό ρυθμό, έχετε ταχύτητα αλλά χωρίς επιτάχυνση, αλλά αν ταξιδεύετε και ο ρυθμός σας αλλάζει, έχετε ταχύτητα και επιτάχυνση.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Η ταχύτητα είναι ο ρυθμός αλλαγής της θέσης σε σχέση με το χρόνο, ενώ η επιτάχυνση είναι ο ρυθμός αλλαγής της ταχύτητας. Και οι δύο είναι ποσότητες φορέα (και έτσι έχουν επίσης καθορισμένη κατεύθυνση), αλλά οι μονάδες ταχύτητας είναι μέτρα ανά δευτερόλεπτο ενώ οι μονάδες επιτάχυνσης είναι μέτρα ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο.
Τι είναι η ταχύτητα;
Ο ρυθμός αλλαγής της θέσης σας με το χρόνο καθορίζει την ταχύτητά σας. Στην καθημερινή γλώσσα, η ταχύτητα σημαίνει το ίδιο πράγμα με την ταχύτητα. Ωστόσο, στη φυσική, υπάρχει μια σημαντική διάκριση μεταξύ των δύο όρων. Η ταχύτητα είναι μια "κλιμακωτή" ποσότητα και μετράται σε μονάδες απόστασης / χρόνου, έτσι σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο ή μίλια ανά ώρα. Η ταχύτητα είναι μια ποσότητα «φορέα», οπότε έχει τόσο μέγεθος (ταχύτητα) όσο και κατεύθυνση. Τεχνικά, λέγοντας ότι ταξιδεύετε στα 5 μέτρα ανά δευτερόλεπτο είναι μια ταχύτητα και λέγοντας ότι ταξιδεύετε στα 5 μέτρα ανά δευτερόλεπτο προς τα βόρεια είναι μια ταχύτητα, επειδή το τελευταίο έχει και μια κατεύθυνση.
Ο τύπος ταχύτητας είναι:
\ text {velocity} = \ frac {\ text {απόσταση που διανύθηκε}} {\ text {χρόνος που απαιτείται}}
Στη γλώσσα του λογισμού, μπορεί να οριστεί με μεγαλύτερη ακρίβεια ως ο ρυθμός αλλαγής θέσης σε σχέση με το χρόνο και έτσι δίνεται από το παράγωγο της εξίσωσης για θέση σε σχέση με το χρόνος.
Τι είναι η επιτάχυνση;
Η επιτάχυνση είναι ο ρυθμός αλλαγής της ταχύτητας με το χρόνο. Όπως η ταχύτητα, αυτή είναι μια ποσότητα φορέα που έχει κατεύθυνση καθώς και μέγεθος. Μια αύξηση της ταχύτητας ονομάζεται συνήθως επιτάχυνση, ενώ μια μείωση στην ταχύτητα μερικές φορές ονομάζεται επιβράδυνση. Τεχνικά, δεδομένου ότι η ταχύτητα περιλαμβάνει μια κατεύθυνση καθώς και μια ταχύτητα, μια αλλαγή κατεύθυνσης σε μια σταθερή ταχύτητα εξακολουθεί να θεωρείται επιτάχυνση. Η επιτάχυνση μπορεί να οριστεί ως:
\ text {acceleration} = \ frac {\ text {αλλαγή στην ταχύτητα}} {\ text {ο χρόνος χρειάζεται για να αλλάξει η ταχύτητα}}
Η επιτάχυνση έχει μονάδες απόστασης / χρόνου τετράγωνο - για παράδειγμα, μέτρα / δευτερόλεπτο2.
Στη γλώσσα του λογισμού, αυτό ορίζεται ακριβέστερα ως ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας με σε σχέση με το χρόνο, έτσι εντοπίζεται λαμβάνοντας το παράγωγο της έκφρασης για την ταχύτητα σε σχέση με το χρόνος. Εναλλακτικά, μπορείτε να το βρείτε λαμβάνοντας το δεύτερο παράγωγο της έκφρασης για θέση σε σχέση με το χρόνο.
Σταθερή επιτάχυνση εναντίον Σταθερή ταχύτητα
Το ταξίδι με σταθερή ταχύτητα σημαίνει ότι συνεχίζετε με την ίδια ταχύτητα προς την ίδια κατεύθυνση συνεχώς. Εάν έχετε σταθερή ταχύτητα, αυτό σημαίνει ότι έχετε μηδενική επιτάχυνση. Μπορείτε να το φανταστείτε ως οδήγηση σε ίσιο δρόμο, αλλά διατηρώντας το ταχύμετρο σας στην ίδια τιμή.
Μια συνεχής επιτάχυνση είναι αρκετά διαφορετική. Εάν ταξιδεύετε με συνεχή επιτάχυνση, η ταχύτητά σας αλλάζει πάντα, αλλά αλλάζει με σταθερό ποσό κάθε δευτερόλεπτο. Η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας στη Γη έχει τη σταθερή τιμή 9,8 m / s2, έτσι μπορείτε να το φανταστείτε σαν να ρίχνετε κάτι από έναν ουρανοξύστη. Η ταχύτητα ξεκινά χαμηλή, αλλά αυξάνεται κατά 9,8 m / s για κάθε δευτερόλεπτο πέφτει κάτω από τη βαρύτητα.
Επιτάχυνση και ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα
Η επιτάχυνση, παρά η ταχύτητα, αποτελεί βασικό μέρος του δεύτερου νόμου κίνησης του Νεύτωνα. Η εξίσωση είναιφά = μαμά, όπουφάσημαίνει δύναμη,Μείναι μάζα, καιέναείναι η επιτάχυνση. Λόγω της σχέσης μεταξύ ταχύτητας και επιτάχυνσης, μπορείτε επίσης να το γράψετε ωςδύναμη = μάζα × ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας. Ωστόσο, η επιτάχυνση είναι το βασικό χαρακτηριστικό εδώ, όχι η ταχύτητα.
Ταχύτητα και ορμή
Η εξίσωση για ορμή χρησιμοποιεί ταχύτητα αντί επιτάχυνσης. Η ορμή είναιΠ = mv, όπουΠείναι ορμή,Μείναι μάζα, καιβείναι η ταχύτητα. Στο δεύτερο νόμο του Νεύτωνα, η επιτάχυνση πολλαπλασιαζόμενη με τη μάζα δίνει δύναμη, ενώ όταν η ταχύτητα πολλαπλασιάζεται με τη μάζα, αυτό δίνει την ορμή. Οι ορισμοί τους είναι διαφορετικοί και αυτό δείχνει πώς αυτές οι διαφορές οδηγούν στην πράξη ξεχωριστές εξισώσεις.
