Rýchlosť aj zrýchlenie popisujú pohyb, ale je medzi nimi dôležitý rozdiel. Ak študujete fyziku na strednej alebo vysokej škole, je nevyhnutné porozumieť rozdielom medzi nimi. Pochopenie toho, čo znamená rýchlosť, vedie k pochopeniu toho, čo znamená zrýchlenie, pretože zatiaľ čo rýchlosť je rýchlosť zmeny polohy, zrýchlenie je rýchlosť zmeny rýchlosti. Ak cestujete konštantným tempom, máte rýchlosť, ale žiadne zrýchlenie, ale ak cestujete a vaše tempo sa mení, máte rýchlosť a zrýchlenie.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Rýchlosť je rýchlosť zmeny polohy vzhľadom na čas, zatiaľ čo zrýchlenie je rýchlosť zmeny rýchlosti. Obe sú vektorové veličiny (a teda majú aj určený smer), ale jednotky rýchlosti sú metre za sekundu, zatiaľ čo jednotky zrýchlenia sú metre za sekundu na druhú.
Čo je to rýchlosť?
Rýchlosť zmeny vašej polohy v čase určuje vašu rýchlosť. V bežnom jazyku znamená rýchlosť to isté, čo rýchlosť. Vo fyzike je však medzi týmito dvoma pojmami dôležitý rozdiel. Rýchlosť je „skalárna“ veličina a meria sa v jednotkách vzdialenosť / čas, teda v metroch za sekundu alebo míľach za hodinu. Rýchlosť je „vektorová“ veličina, takže má veľkosť (rýchlosť) aj smer. Technicky povedané, povedať, že idete rýchlosťou 5 metrov za sekundu, je rýchlosť a povedať, že idete rýchlosťou 5 metrov za sekundu smerom na sever, je rýchlosť, pretože aj tá má smer.
Vzorec pre rýchlosť je:
\ text {velocity} = \ frac {\ text {prejdená vzdialenosť}} {\ text {čas}}
V jazyku kalkulu sa dá presnejšie definovať ako rýchlosť zmeny polohy vzhľadom na čas a je to dané deriváciou rovnice pre pozíciu vzhľadom na čas.
Čo je to zrýchlenie?
Zrýchlenie je rýchlosť zmeny rýchlosti v čase. Rovnako ako rýchlosť ide o vektorovú veličinu, ktorá má smer aj veľkosť. Zvýšenie rýchlosti sa bežne nazýva zrýchlenie, zatiaľ čo zníženie rýchlosti sa niekedy nazýva spomalenie. Technicky, keďže rýchlosť zahŕňa smer aj rýchlosť, zmena smeru pri konštantnej rýchlosti sa stále považuje za zrýchlenie. Zrýchlenie možno definovať jednoducho ako:
\ text {akcelerácia} = \ frac {\ text {zmena rýchlosti}} {\ text {čas potrebný na zmenu rýchlosti}}
Zrýchlenie má jednotky času a času na druhú - napríklad metre za sekundu2.
V jazyku kalkulu je to presnejšie definované ako rýchlosť zmeny rýchlosti s vzhľadom na čas, takže sa zistí, že sa odvodzuje derivácia výrazu pre rýchlosť vzhľadom na čas. Prípadne ho nájdete tak, že vezmete druhú deriváciu výrazu pre pozíciu s ohľadom na čas.
Konštantné zrýchlenie vs. Konštantná rýchlosť
Cesta konštantnou rýchlosťou znamená, že idete nepretržite rovnakou rýchlosťou v rovnakom smere. Ak máte konštantnú rýchlosť, znamená to, že máte nulové zrýchlenie. Môžete si to predstaviť ako jazdu po rovnej ceste, ale s udržiavaním tachometra na rovnakej hodnote.
Konštantné zrýchlenie je celkom iné. Ak cestujete s konštantným zrýchlením, vaša rýchlosť sa vždy mení, ale mení sa o konštantnú rýchlosť každú sekundu. Gravitačné zrýchlenie na Zemi má konštantnú hodnotu 9,8 m / s2, takže si to môžete predstaviť ako zhodiť niečo z mrakodrapu. Rýchlosť začína nízka, ale zvyšuje sa o 9,8 m / s každú sekundu, ktorá padá pod gravitáciu.
Zrýchlenie a Newtonov druhý zákon
Dôležitou súčasťou druhého Newtonovho zákona pohybu je skôr zrýchlenie než rýchlosť. Rovnica jeF = ma, kdeFznamená silu,mje omša, aaje zrýchlenie. Z dôvodu súvislosti medzi rýchlosťou a zrýchlením môžete toto napísať aj akosila = hmotnosť × rýchlosť zmeny rýchlosti. Tu je však kľúčovou charakteristikou zrýchlenie, nie rýchlosť.
Rýchlosť a hybnosť
Rovnica hybnosti využíva namiesto zrýchlenia rýchlosť. Hybnosť jep = mv, kdepje hybná sila,mje omša, avje rýchlosť. Podľa druhého Newtonovho zákona zrýchlenie vynásobené hmotou dáva silu, zatiaľ čo keď sa rýchlosť vynásobí hmotnosťou, dáva to hybnosť. Ich definície sú rôzne, a to ukazuje, ako tieto rozdiely vedú v praxi k odlišným rovniciam.