Viteza și accelerația descriu ambele mișcări, dar există o diferență importantă între cele două. Dacă studiați fizica la liceu sau la colegiu, înțelegerea diferențelor dintre ele este esențială. Înțelegerea a ceea ce înseamnă viteza duce la înțelegerea a ceea ce înseamnă accelerația, deoarece în timp ce viteza este rata de schimbare a poziției, accelerația este rata de schimbare a vitezei. Dacă călătoriți într-un ritm constant, aveți viteză, dar nu accelerați, dar dacă călătoriți și ritmul dvs. se schimbă, aveți viteză și accelerație.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Viteza este rata de schimbare a poziției față de timp, în timp ce accelerația este rata de schimbare a vitezei. Ambele sunt mărimi vectoriale (și deci au și o direcție specificată), dar unitățile de viteză sunt metri pe secundă, în timp ce unitățile de accelerație sunt metri pe secundă la pătrat.
Ce este Velocity?
Rata de schimbare a poziției dvs. în timp vă definește viteza. În limbajul cotidian, viteza înseamnă același lucru cu viteza. Cu toate acestea, în fizică, există o distincție importantă între cei doi termeni. Viteza este o cantitate „scalară” și este măsurată în unități de distanță / timp, deci în metri pe secundă sau mile pe oră. Viteza este o cantitate „vectorială”, deci are atât o magnitudine (viteza), cât și o direcție. Din punct de vedere tehnic, a spune că călătoriți cu 5 metri pe secundă este o viteză și a spune că călătoriți cu 5 metri pe secundă spre nord este o viteză, deoarece și acesta din urmă are o direcție.
Formula pentru viteză este:
\ text {velocity} = \ frac {\ text {distanța parcursă}} {\ text {timpul necesar}}
În limbajul de calcul, poate fi definit mai precis ca rata de schimbare a poziției cu privire la timp și așa este dat de derivata ecuației pentru poziție față de timp.
Ce este accelerarea?
Accelerarea este rata de schimbare a vitezei cu timpul. La fel ca viteza, aceasta este o mărime vectorială care are o direcție și o magnitudine. O creștere a vitezei este denumită în mod obișnuit accelerare, în timp ce o scădere a vitezei este uneori denumită decelerare. Din punct de vedere tehnic, deoarece viteza include o direcție, precum și o viteză, o schimbare de direcție la o viteză constantă este considerată în continuare accelerare. Accelerarea poate fi definită simplu ca:
\ text {accelerare} = \ frac {\ text {schimbare de viteză}} {\ text {timp necesar ca viteza să se schimbe}}
Accelerarea are unități de distanță / timp la pătrat - de exemplu, metri / secundă2.
În limbajul de calcul, aceasta este mai precis definită ca rata de schimbare a vitezei cu cu privire la timp, deci se găsește luând derivata expresiei pentru viteză față de timp. Alternativ, îl puteți găsi luând a doua derivată a expresiei pentru poziție în raport cu timpul.
Accelerare constantă vs. Viteză constantă
Călătorind cu o viteză constantă înseamnă că mergeți cu aceeași viteză în aceeași direcție continuu. Dacă aveți o viteză constantă, aceasta înseamnă că aveți o accelerație zero. Vă puteți imagina acest lucru ca pe un drum drept, dar menținând vitezometrul pe aceeași valoare.
O accelerație constantă este destul de diferită. Dacă călătoriți cu o accelerație constantă, viteza dvs. se schimbă întotdeauna, dar se schimbă cu o cantitate constantă în fiecare secundă. Accelerația datorată gravitației pe Pământ are valoarea constantă de 9,8 m / s2, deci vă puteți imagina acest lucru ca și cum ați scăpa ceva de pe un zgârie-nori. Viteza începe scăzută, dar crește cu 9,8 m / s pentru fiecare secundă în care cade sub gravitație.
Acceleration și a doua lege a lui Newton
Accelerarea, mai degrabă decât viteza, formează o parte cheie a celei de-a doua legi a mișcării lui Newton. Ecuația esteF = ma, UndeFînseamnă forță,meste masa șiAeste accelerația. Datorită legăturii dintre viteză și accelerație, puteți scrie acest lucru caforța = masa × rata de schimbare a vitezei. Cu toate acestea, accelerația este caracteristica cheie aici, nu viteza.
Viteza și impulsul
Ecuația pentru impuls folosește viteza în loc de accelerație. Momentul estep = mv, Undepeste impuls,meste masa șiveste viteza. În a doua lege a lui Newton, accelerația înmulțită cu masa dă forță, în timp ce atunci când viteza este înmulțită cu masa, aceasta dă impulsul. Definițiile lor sunt diferite și acest lucru arată cum aceste diferențe conduc la ecuații distincte în practică.