Snelheid en versnelling beschrijven beide beweging, maar er is een belangrijk verschil tussen de twee. Als je natuurkunde studeert op het niveau van de middelbare school of universiteit, is het essentieel om de verschillen tussen beide te begrijpen. Begrijpen wat snelheid betekent, leidt tot begrip van wat versnelling betekent, want terwijl snelheid de snelheid van verandering van positie is, is versnelling de snelheid van verandering van snelheid. Als je in een constant tempo reist, heb je snelheid maar geen versnelling, maar als je reist en je tempo verandert, heb je snelheid en versnelling.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Snelheid is de snelheid van verandering van positie ten opzichte van de tijd, terwijl versnelling de snelheid is van verandering van snelheid. Beide zijn vectorgrootheden (en hebben dus ook een bepaalde richting), maar de eenheden van snelheid zijn meters per seconde, terwijl de eenheden van versnelling meters per seconde kwadraat zijn.
Wat is snelheid?
De snelheid waarmee uw positie in de tijd verandert, bepaalt uw snelheid. In de alledaagse taal betekent snelheid hetzelfde als snelheid. In de natuurkunde is er echter een belangrijk onderscheid tussen de twee termen. Snelheid is een "scalaire" hoeveelheid en wordt gemeten in eenheden van afstand/tijd, dus in meters per seconde of mijlen per uur. Snelheid is een "vector" -grootheid, dus het heeft zowel een grootte (de snelheid) als een richting. Technisch gezien is zeggen dat je met 5 meter per seconde reist een snelheid en zeggen dat je met 5 meter per seconde naar het noorden reist, is een snelheid, omdat de laatste ook een richting heeft.
De formule voor snelheid is:
\text{velocity}=\frac{\text{reisafstand}}{\text{benodigde tijd}}
In de taal van calculus kan het nauwkeuriger worden gedefinieerd als de snelheid van verandering van positie ten opzichte van de tijd en dus wordt gegeven door de afgeleide van de vergelijking voor positie ten opzichte van tijd.
Wat is versnelling?
Versnelling is de snelheid waarmee de snelheid in de tijd verandert. Net als snelheid is dit een vectorgrootheid die zowel een richting als een grootte heeft. Een toename van de snelheid wordt gewoonlijk versnelling genoemd, terwijl een afname van de snelheid soms vertraging wordt genoemd. Technisch gezien, aangezien snelheid zowel een richting als een snelheid omvat, wordt een richtingsverandering bij een constante snelheid nog steeds als versnelling beschouwd. Versnelling kan eenvoudig worden gedefinieerd als:
\text{acceleration}=\frac{\text{verandering in snelheid}}{\text{tijd nodig om snelheid te veranderen}}
Versnelling heeft eenheden van afstand/tijd in het kwadraat, bijvoorbeeld meters/seconde2.
In de taal van calculus wordt dit nauwkeuriger gedefinieerd als de snelheid van verandering van snelheid met met betrekking tot tijd, dus het wordt gevonden door de afgeleide te nemen van de uitdrukking voor snelheid met betrekking tot tijd. Als alternatief kun je het vinden door de tweede afgeleide van de uitdrukking te nemen voor positie met betrekking tot tijd.
Constante versnelling vs. Constante snelheid
Reizen met een constante snelheid betekent dat je continu met dezelfde snelheid in dezelfde richting rijdt. Als je een constante snelheid hebt, betekent dit dat je nul versnelling hebt. Je kunt je dit voorstellen als rijden op een rechte weg, maar je snelheidsmeter op dezelfde waarde houden.
Een constante versnelling is heel wat anders. Als je met een constante versnelling reist, verandert je snelheid altijd, maar deze verandert elke seconde met een constante hoeveelheid. De versnelling door de zwaartekracht op de aarde heeft de constante waarde 9,8 m/s2, dus je kunt je dit voorstellen alsof je iets van een wolkenkrabber laat vallen. De snelheid begint laag, maar neemt toe met 9,8 m/s voor elke seconde dat hij onder zwaartekracht valt.
Versnelling en de tweede wet van Newton
Versnelling, in plaats van snelheid, vormt een belangrijk onderdeel van de tweede bewegingswet van Newton. De vergelijking isF = ma, waarFstaat voor kracht,mis massa, eneenis de versnelling. Vanwege het verband tussen snelheid en versnelling, kun je dit ook schrijven alskracht = massa × de snelheid van verandering van snelheid. Versnelling is hier echter het belangrijkste kenmerk, niet snelheid.
Snelheid en momentum
De vergelijking voor momentum gebruikt snelheid in plaats van versnelling. momentum isp = mv, waarpis vaart,mis massa, envsnelheid is. In de tweede wet van Newton geeft versnelling vermenigvuldigd met massa kracht, terwijl wanneer snelheid wordt vermenigvuldigd met massa, dit het momentum geeft. Hun definities zijn verschillend, en dit laat zien hoe die verschillen in de praktijk tot verschillende vergelijkingen leiden.