Gan ātrums, gan paātrinājums raksturo kustību, taču starp šiem abiem ir būtiska atšķirība. Ja mācāties fiziku vidusskolas vai koledžas līmenī, ir svarīgi saprast atšķirības starp tām. Izpratne par ātrumu nozīmē izpratni par paātrinājumu, jo, lai gan ātrums ir pozīcijas maiņas ātrums, paātrinājums ir ātruma izmaiņu ātrums. Ja jūs ceļojat nemainīgā tempā, jums ir ātrums, bet nav paātrinājuma, bet, ja jūs ceļojat un jūsu temps mainās, jums ir ātrums un paātrinājums.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Ātrums ir pozīcijas maiņas ātrums attiecībā pret laiku, savukārt paātrinājums ir ātruma maiņas ātrums. Abi ir vektoru lielumi (un tāpēc tiem ir arī noteikts virziens), bet ātruma vienības ir metri sekundē, bet paātrinājuma vienības ir metri sekundē kvadrātā.
Kas ir ātrums?
Jūsu ātruma maiņas ātrums nosaka jūsu ātrumu. Ikdienas valodā ātrums nozīmē to pašu, ko ātrums. Tomēr fizikā abi termini ir būtiski nošķirti. Ātrums ir “skalārs” lielums, un to mēra attāluma / laika vienībās, tātad metros sekundē vai jūdzēs stundā. Ātrums ir “vektoru” lielums, tāpēc tam ir gan lielums (ātrums), gan virziens. Tehniski sakot, ka braucat ar ātrumu 5 metri sekundē, un sakot, ka braucat ar ātrumu 5 metri sekundē uz ziemeļiem, tas ir ātrums, jo arī pēdējam ir virziens.
Ātruma formula ir:
\ text {velocity} = \ frac {\ text {nobrauktais attālums}} {\ text {uzņemtais laiks}}
Aprēķina valodā to var precīzāk definēt kā pozīcijas maiņas ātrumu attiecībā uz laiku, un to dod pozīcijas vienādojuma atvasinājums attiecībā pret laiks.
Kas ir paātrinājums?
Paātrinājums ir ātruma izmaiņu ātrums ar laiku. Tāpat kā ātrums, arī šis ir vektora lielums, kuram ir gan virziens, gan lielums. Ātruma pieaugumu parasti sauc par paātrinājumu, savukārt ātruma samazināšanos dažreiz sauc par palēninājumu. Tehniski, tā kā ātrums ietver gan virzienu, gan ātrumu, virziena maiņa ar nemainīgu ātrumu joprojām tiek uzskatīta par paātrinājumu. Paātrinājumu var definēt vienkārši kā:
\ text {acceleration} = \ frac {\ text {ātruma maiņa}} {\ text {laiks, kas nepieciešams ātruma maiņai}}
Paātrinājumam ir attāluma / laika kvadrātā mērvienības - piemēram, metri / sekundē2.
Aprēķina valodā to precīzāk definē kā ātruma izmaiņas ātrumu ar attiecībā uz laiku, tāpēc tas tiek atrasts, ņemot ātruma izteiksmes atvasinājumu attiecībā pret laiks. Alternatīvi to varat atrast, ņemot pozīcijas izteiksmes otro atvasinājumu attiecībā pret laiku.
Pastāvīgs paātrinājums vs. Pastāvīgs ātrums
Ceļošana ar nemainīgu ātrumu nozīmē, ka nepārtraukti braucat ar to pašu ātrumu tajā pašā virzienā. Ja jums ir nemainīgs ātrums, tas nozīmē, ka paātrinājums ir nulle. Jūs to varat iedomāties kā braukšanu pa taisnu ceļu, bet turot spidometru uz tās pašas vērtības.
Pastāvīgs paātrinājums ir diezgan atšķirīgs. Ja jūs ceļojat ar nemainīgu paātrinājumu, jūsu ātrums vienmēr mainās, bet tas mainās ar konsekventu summu katru sekundi. Paātrinājumam gravitācijas dēļ uz Zemes ir nemainīga vērtība 9,8 m / s2, lai jūs to varētu iedomāties kā kaut ko nomest no debesskrāpja. Ātrums sākas maz, bet palielinās par 9,8 m / s uz katru sekundi, kad tas krīt zem gravitācijas.
Paātrinājums un Ņūtona otrais likums
Paātrinājums, nevis ātrums, ir galvenā Ņūtona otrā kustības likuma sastāvdaļa. Vienādojums irF = ma, kurFnozīmē spēku,mir masa, unair paātrinājums. Sakarā ar saikni starp ātrumu un paātrinājumu, jūs varat to uzrakstīt arī kāspēks = masa × ātruma izmaiņu ātrums. Tomēr šeit galvenā iezīme ir paātrinājums, nevis ātrums.
Ātrums un impulss
Impulsa vienādojums paātrinājuma vietā izmanto ātrumu. Moments irlpp = mv, kurlppir impulss,mir masa, unvir ātrums. Ņūtona otrajā likumā paātrinājums, kas reizināts ar masu, dod spēku, turpretī, kad ātrums tiek reizināts ar masu, tas dod impulsu. Viņu definīcijas ir atšķirīgas, un tas parāda, kā šīs atšķirības praksē rada atšķirīgus vienādojumus.