И скорость, и ускорение описывают движение, но между ними есть важное различие. Если вы изучаете физику в средней школе или колледже, важно понимать разницу между ними. Понимание того, что означает скорость, приводит к пониманию того, что означает ускорение, потому что, хотя скорость - это скорость изменения положения, ускорение - это скорость изменения скорости. Если вы путешествуете с постоянным темпом, у вас есть скорость, но нет ускорения, но если вы путешествуете и ваш темп меняется, у вас есть скорость и ускорение.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Скорость - это скорость изменения положения во времени, а ускорение - это скорость изменения скорости. Оба являются векторными величинами (и, следовательно, также имеют заданное направление), но единицами измерения скорости являются метры в секунду, а единицами ускорения - метры в секунду в квадрате.
Что такое скорость?
Скорость изменения вашего положения во времени определяет вашу скорость. На обыденном языке скорость означает то же, что и скорость. Однако в физике между этими двумя терминами есть важное различие. Скорость - это «скалярная» величина, которая измеряется в единицах расстояния / времени, то есть в метрах в секунду или милях в час. Скорость - это «векторная» величина, поэтому она имеет как величину (скорость), так и направление. Технически сказать, что вы путешествуете со скоростью 5 метров в секунду, - это скорость, а сказать, что вы путешествуете со скоростью 5 метров в секунду на север, - это скорость, потому что у последнего тоже есть направление.
Формула для скорости:
\ text {скорость} = \ frac {\ text {пройденное расстояние}} {\ text {затраченное время}}
На языке математических расчетов это можно более точно определить как скорость изменения позиции. по времени и, таким образом, дается производной уравнения положения относительно время.
Что такое ускорение?
Ускорение - это скорость изменения скорости во времени. Как и скорость, это векторная величина, которая имеет как направление, так и величину. Увеличение скорости обычно называют ускорением, а уменьшение скорости иногда называют замедлением. Технически, поскольку скорость включает как направление, так и скорость, изменение направления с постоянной скоростью по-прежнему считается ускорением. Ускорение можно определить просто как:
\ text {ускорение} = \ frac {\ text {изменение скорости}} {\ text {время, необходимое для изменения скорости}}
Ускорение выражается в единицах измерения расстояния / времени в квадрате, например, метров в секунду.2.
На языке расчетов это более точно определяется как скорость изменения скорости с по времени, поэтому его можно найти, взяв производную от выражения для скорости по время. В качестве альтернативы вы можете найти его, взяв вторую производную выражения для положения по времени.
Постоянное ускорение vs. Постоянная скорость
Движение с постоянной скоростью означает, что вы постоянно едете с одинаковой скоростью в одном и том же направлении. Если у вас постоянная скорость, это означает, что у вас нулевое ускорение. Вы можете представить это, как движение по прямой дороге, но с неизменным значением спидометра.
Другое дело - постоянное ускорение. Если вы путешествуете с постоянным ускорением, ваша скорость всегда меняется, но она меняется на постоянную величину каждую секунду. Ускорение свободного падения на Земле имеет постоянное значение 9,8 м / с.2, так что вы можете представить это как падение чего-то с небоскреба. Скорость начинается с низкой, но увеличивается на 9,8 м / с за каждую секунду падения под действием силы тяжести.
Ускорение и второй закон Ньютона
Ускорение, а не скорость, составляет ключевую часть второго закона движения Ньютона. УравнениеF = ма, гдеFозначает силу,ммасса, ааэто ускорение. Из-за связи между скоростью и ускорением вы также можете записать это каксила = масса × скорость изменения скорости. Однако ключевой характеристикой здесь является ускорение, а не скорость.
Скорость и импульс
Уравнение количества движения использует скорость вместо ускорения. Импульсп = мв, гдепимпульс,ммасса, аvэто скорость. Согласно второму закону Ньютона, ускорение, умноженное на массу, дает силу, тогда как когда скорость умножается на массу, это дает импульс. Их определения различны, и это показывает, как эти различия на практике приводят к различным уравнениям.