Ускорение

Серия статии на тема
Класическа механика
Импулс  · Сила  · Енергия  · Работа  · Мощност  · Скорост  · Ускорение  · Инерционен момент  · Момент на сила  · Момент на импулса

Ускорението е векторна физична величина, която показва изменението на скоростта на движещо се тяло за единица време, с други думи ускорението представлява производната на скоростта по времето, или, което е същото, представлява втората производна на пътя от времето . Ускорението отчита изменението не само на големината на скоростта, но и на направлението ѝ. Обикновено се обозначава с (от acceleration), а в теоретичната механика с . Единицата за ускорение в SI е m/ (метра в секунда на квадрат). Специален случай е земното ускорение, което се означава с (от gravity) и е равно на 9,8 m/s². Извънсистемна единица е gal, равна на 1 cm/s2. В този случай то има смисъл и на интензитет на земното гравитационно поле.

Разделът от механиката, изучаващ движението в триизмерното евклидово пространство, неговото описание, а също така описанието на скоростите и ускоренията в различни координатни системи се нарича кинематика. В класическата механика за тяло с постоянна маса ускорението е пропорционално на резултатната сила и се дава от втория закон на Нютон:

където F е резултатната сила, действаща на тялото, m е неговата маса, a е ускорението.

В преносен смисъл понятието се използва и за промяна в темпа на други процеси, включително обществени, като в този случай вместо „отрицателно“ ускорение се използва „забавяне“.

Кинематика

Векторът на ускорението на материална точка във всеки момент от време се определя с диференциране на вектора на скоростта на материалната точка по времето:

.[1]

където:

е векторът на ускорението
е векторът на скоростта
t е времето
r е радиус-векторът, определящ положението на точката в пространството.

Когато скоростта е постоянна с времето, т.е. за един и същ интервал от време тялото изминава един и същ път без да променя посоката си, векторът на ускорението е нулев.

Когато скоростта се променя с времето, ускорението е различно от нула. Тогава ускорението може да приема както положителни, така и отрицателни стойности. При положителна стойност на ускорението имаме увеличаване на скоростта (т.е. ускоряване в ежедневния му смисъл), при отрицателни стойности имаме забавяне или спиране.

Праволинейно движение

За праволинейно движение се говори, когато се изменя само големината на скоростта, но не и посоката ѝ.

Ако векторът не се изменя с времето, движението се нарича равноускорително. При равноускорително движение са в сила формулите:

.

Тук с долен индекс 0 са означени началните стойности на съответните величини.

Частен случай на равноускорително движение е когато ускорението е равно на нула по време на цялото движение. В този случай скоростта е постоянна, а движението има праволинейна траектория (ако скоростта е също нула, то тялото е в покой). Такова движение се нарича праволинейно и равномерно. Равноускорителното движение на точка винаги е в равнина, а на твърдо тяло – плоскопаралелно или постъпателно.

Движение по криволинейна траектория

Ускорението като допирателна на кривата скорост-време

В общия случай на движение по крива, всяко ускорение може да се раздели на две компоненти: нормално (изразяващо промяната в посоката на скоростта) и тангенциално (изразяващо промяната в големината на скоростта). Тъй като укорението е векторна величина, то

Тангенциалното ускорение е насочено по допирателната към траекторията на движение и се означава с aτ. То характеризира изменението на скорост по модул.

[2]

Центростремителното ускорение или нормалното ускорение е насочено винаги към центъра на окръжността и се означава с an. По модул е равно на:

Ъгловото ускорение е свързано с изменението на ъгловата скорост за единица време и, по аналогия с линейното ускорение е:

Посоката на вектора тук показва дали модулът на скоростта се увеличава или намалява.

Динамика

Първият закон на Нютон постулира съществуването на инерциални отправни системи. В тези системи равномерното праволинейно движение на материална точка остава непроменено, ако няма въздействие на външни сили. На това основание възниква определението за сила като въздействие, което води до промяна на скоростта на движение. Така се постулира, че причината за възникването на ненулево ускорение в инерциална отправна система е наличието на някакво външно силово въздействие.

Вторият закон на Нютон утвърждава, че приложената сила и породеното ускорение са винаги пропорционални, като коефициентът на пропорционалност е масата m:

.

Това е диференциално уравнение от втори ред, защото ускорението е втора производна на координатите спрямо времето. Това означава, че еволюцията на механична система във времето може да се определи еднозначно, ако знаем нейните начални координати и скорости. Трябва да се отбележи, че ако уравненията, описващи нашия свят, бяха от първи ред, то от света биха изчезнали явления като инерцията, трептенията и вълните.

Теория на относителността

Всички движения в пространството на Минковски се извършват с една и съща скорост – тази на светлината, с, затова четиривектора на ускорението е винаги ортогонален на четиривектора на скоростта. Постоянният вектор има смисъл на обикновено ускорение в моментна отправна система, свързана с ускорението на тялото. Ако тялото относително своето предишно положение увеличава постоянно скоростта си с , то в неподвижна система такова движение е релативистки равноускорително. Параметърът се нарича собствено ускорение[3].

В техниката

Възможността за постигане на определени ускорения е съществен параметър при конструирането на различни машини, особено в областта на транспортната техника. При превозните средства тя обикновено се описва с диаграма на резервната мощност - динамична характеристика. Популярна мярка за възможностите за ускоряване на автомобилите е времето за ускорение от 0 до 100 km/h. При масовите новопроизвеждани модели автомобили стойността на този параметър е около 9 s,[4] но при някои спортни модели може да бъде и по-ниска от 3 s.[5] Най-масово притежаваните екземпляри в България са на по-стари модели, при които този параметър е от порядъка на 10-15 сек. Основното предназначение на спирачните системи на превозните средства е да създават отрицателно ускорение, като тяхната ефективност е един от основните фактори, определящи спирачния път.

При пътищата възможностите за ускорение и забавяне на масовите превозни средства са определящи за дължината на ускорителните и забавителните ленти, както и за програмирането на светофарите. От съотношението на нормалните ускорения и сцеплението между превозните средства и пътната настилка зависят напречните наклони в хоризонтална крива. Нормалните ускорения са и източник на напречно хоризонтално натоварване на релсовите пътища и мостовете, разположени в хоризонтална крива. Нормалните и тангенциалните ускорения могат да предизвикат и локални повреди в асфалтобетонните настилки, предизвиквайки деформации в техните повърхностни пластове.

Ускоренията в земната основа, предизвиквани от земетресенията, са важно въздействие за строителните конструкции, разположени в сеизмично активни райони. По тази причина максималните сеизмични ускорения са по-тясно свързани с размера на разрушенията при земетресение, отколкото магнитудът, който отразява освободената при земетресението енергия. При сеизмичния анализ на по-отговорни или застрашени съоръжения се отчита не само максималната стойност на ускорението, но и вида на неговото изменение в хода на земетресението, като се използват сеизмични акселерограми.

Източници

  1. Тангенциално и нормално ускорение. Видове движения на материална точка в зависимост от ускорението. Праволинейно движение с постоянно ускорение – основни закони. Връзка между тангенциално ускорение и линейна скорост (PDF) // Технически университет - София, 2011. Архивиран от оригинала на 2009-09-02. Посетен на 6 април 2011.
  2. Георгиев, Ваньо. Ускорение // physics-bg.org, 2005. Посетен на 6 април 2011.
  3. Ускоренное движение Архив на оригинала от 2021-05-16 в Wayback Machine. в теории относительности
  4. 0-60 Statistics // 0-60 Car Times, 2011. Архивиран от оригинала на 2011-05-03. Посетен на 6 април 2011. (на английски)
  5. 0 - 100 км/ч // ReSource Automobile, 2007. Архивиран от оригинала на 2011-07-02. Посетен на 4 април 2011.

Вижте също

Read other articles:

Ada usul agar Dokter keluarga digabungkan ke artikel ini. (Diskusikan) Diusulkan sejak Oktober 2021. Artikel ini memerlukan pemutakhiran informasi. Harap perbarui artikel dengan menambahkan informasi terbaru yang tersedia. Dokter sedang memeriksa sinar x pasien Dokter umum adalah dokter yang diperkenankan untuk melakukan praktik medis tanpa harus spesifik memiliki spesialisasi tertentu, hal ini memungkinkannya untuk memeriksa masalah-masalah kesehatan pasien secara umum untuk segala usia.[...

 

Moon KnightGenre Laga petualangan Pahlawan super PembuatJeremy SlaterBerdasarkanMoon Knightoleh Doug MoenchDon PerlinPemeran Oscar Isaac May Calamawy Karim El Hakim F. Murray Abraham Ethan Hawke Ann Akinjirin David Ganly Khalid Abdalla Gaspard Ulliel Penata musikHesham NazihNegara asal Amerika SerikatBahasa asliInggris AmerikaJmlh. episode6ProduksiProduser eksekutif Kevin Feige Louis D'Esposito Victoria Alonso Brad Winderbaum Grant Curtis Oscar Isaac Mohamed Diab Jeremy Slater Pro...

 

Artikel ini tidak memiliki referensi atau sumber tepercaya sehingga isinya tidak bisa dipastikan. Tolong bantu perbaiki artikel ini dengan menambahkan referensi yang layak. Tulisan tanpa sumber dapat dipertanyakan dan dihapus sewaktu-waktu.Cari sumber: Alur pelayaran – berita · surat kabar · buku · cendekiawan · JSTOR Alur pelayaranAlur pelayaran adalah perairan yang dari segi kedalaman, lebar, dan bebas hambatan pelayaran lainnya dianggap aman dan sel...

Incheon 인천시仁川市Kota MetropolitanIncheon Metropolitan City인천광역시仁川廣域市Transkripsi Nama Korea • Hangul인천광역시 • Hanja仁川廣域市 • Revised RomanizationIncheon Gwang-yeoksi • McCune-ReischauerInch'ŏn Kwang'yŏkshi Searah jarum jam, dari atas: Distrik Songdo International Business, Distrik Michuhol, Stadion Sepak Bola Incheon, Jembatan Incheon, Pelabuhan Incheon, Incheon International Airport Bende...

 

American Founding Father, lawyer, military officer, and politician (1741–1785) For other people with the same name, see Joseph Reed (disambiguation). Joseph Reed3rd President of PennsylvaniaIn officeDecember 1, 1778 – November 16, 1781Vice PresidentGeorge BryanMatthew SmithWilliam MoorePreceded byGeorge BryanSucceeded byWilliam MooreMember, Continental CongressIn office1778–1778 Personal detailsBorn(1741-08-27)August 27, 1741Trenton, Province of New Jersey, British AmericaDiedM...

 

Rhodesian pound1968-issue £1 noteUnitUnitpoundPluralpoundsSymbol£‎DenominationsSubunit 1⁄20shilling 1⁄240pennyPlural pennypenceSymbol shillings or /– pennydBanknotes10/–, £1, £5Coins3d, 6d, 1/-, 2/–, 2/6DemographicsUser(s) Southern Rhodesia (1964–1965) Rhodesia (1965–1970)IssuanceCentral bankReserve Bank of RhodesiaPrinterBradbury Wilkinson (before 1965)in Rhodesia between 1966 and October 1968ValuationPegged with£1 ster...

Türkiye 1.Lig 1969-1970 Competizione Türkiye 1.Lig Sport Calcio Edizione 12ª Organizzatore TFF Luogo  Turchia Partecipanti 16 Formula Girone unico Sito web tff.org Risultati Vincitore  Fenerbahçe(6º titolo) Retrocessioni  Gençlerbirliği Altınordu Statistiche Miglior marcatore Fethi Heper (13) Incontri disputati 240 Gol segnati 414 (1,73 per incontro) Cronologia della competizione 1968-69 1970-71 Manuale L'edizione 1969-1970 della Türkiye 1.Lig vide la v...

 

Penyebaran penduduk berdasarkan etnis (sensus 1960) Orang Siprus pada umumnya terbagi disebut Cypriot dan terbagi ke dalam dua komunitas etnis,yakni etnis Cypriot Yunani dan etnis Cypriot Turki. Dua etnis yang memiliki identitas tersendiri dan sekaligus menunjukkan identitas agamanya, bahasa dan tradisi tanah kelahirannya. Sebelum terjadinya berdebatan antar kedua etnis yang dimulai pada tahun 1964, persentasi berdasarkan etnis orang Siprus adalah: 77% etnis Cypriot Yunani, 18% etnis Cypriot ...

 

For Paramount+ original films, see List of Paramount+ original films. For the content under the TVING main hub, see List of TVING original programming. This article lists all television programming produced for release on Paramount+, formerly known as CBS All Access, an American over-the-top subscription video on demand service owned and operated by Paramount Streaming, a division of Paramount Global. It features television shows, miniseries and specials from the libraries of CBS and Paramou...

Untuk satuan yang dinamakan menurut tokoh ini, lihat gauss. Gauss beralih ke halaman ini. Untuk Gauss (disambiguation), lihat Gauss (disambiguasi). Carl Friedrich GaussCarl Friedrich Gauß (1777–1855), dilukis oleh Christian Albrecht JensenLahirJohann Carl Friedrich Gauss(1777-04-30)30 April 1777Brunswick, Kerajaan Brunswick-Wolfenbüttel, Kekaisaran Romawi SuciMeninggal23 Februari 1855(1855-02-23) (umur 77)Göttingen, Kerajaan HanoverTempat tinggalKerajaan HanoverKebangsaanJermanAlmam...

 

В Википедии есть статьи о других людях с именем Павел. Не следует путать с митрополитом Павлом, правившем епархией в XVII веке Митрополит Павел Митрополит Тобольский и Сибирский 23 мая 1758 — 11 января 1768 Предшественник Сильвестр (Гловацкий) Преемник Варлаам (Петров) Рожд...

 

Indonesian traditional dance Baris danceA baris tunggal dancerNative nameᬩᬭᬶᬲ᭄ (Balinese)Tari Baris (Indonesian)GenreTraditional danceInstrument(s)Gamelan, GongOriginIndonesia Three genres of traditional dance in BaliUNESCO Intangible Cultural HeritageBaris dance performanceCountryIndonesiaReference617RegionAsia and the PacificInscription historyInscription2015 Wali Sacred Dances (Rejang, Sanghyang Dedari, Baris Upacara), Bebali Semi sacred Dances (Topeng Sidhakarya/Topeng...

1900 French filmThe Cook's RevengeA frame from the filmDirected byGeorges MélièsStarringGeorges MélièsProductioncompanyStar Film CompanyRelease date 1900 (1900) Running timeShortCountryFranceLanguageSilent film The Cook's Revenge (French: La Vengeance du gâte-sauce) is a 1900 French silent trick film by Georges Méliès. Synopsis In a kitchen, a cook attempts to kiss a waitress, and she drops a whole stack of plates in her surprise. The panicking cook, hearing the head waiter coming...

 

Historical Jewish community in Myanmar Ethnic group Burmese Jewsမြန်မာဂျူးလူမျိုးיהודים בורמזייםTotal population20Regions with significant populationsYangon, MyanmarLanguagesBurmese, English, HebrewReligionJudaismRelated ethnic groupsBaghdadi Jews You can help expand this article with text translated from the corresponding article in French. (August 2011) Click [show] for important translation instructions. View a machine-translated version...

 

Steve Jobs (February 24, 1955 – October 5, 2011) appeared in numerous speaking engagements, interviews, media appearances, and product introductions throughout his life. He spoke about a vast array of subjects including technology, entrepreneurship, society, philosophy, education, communication, movies, music, television, role models, industry, etc. Interviews, appearances, and speaking engagements Contents 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 199...

Тазит Рисунок к поэме «Тазит». А. С. Пушкин, 1829 год Жанр поэма Автор Александр Сергеевич Пушкин Язык оригинала русский Дата написания 1829-1830 Дата первой публикации 1837 Текст произведения в Викитеке Цитаты в Викицитатнике «Тазит» — неоконченная поэма Александра Пушкина, ...

 

HemicyoninaeRentang fosil: Oligosen akhir sampai Miosen akhir 33.9–5.3 Ma Hemicyon sansaniensis Klasifikasi ilmiah Kerajaan: Animalia Filum: Chordata Kelas: Mammalia Ordo: Carnivora Subordo: Caniformia Famili: Ursidae[1] Subfamili: †HemicyoninaeFrick, 1926 Genera †Adelpharctos[2] * †Cephalogale[1] * †Cyonarctos[1] * †Dinocyon * †Filholictis[1] * †Hemicyon * †Phoberocyon * †Phoberogale[1] * †Plithocyon * †Zaragocyon ...

 

В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). Информация должна быть проверяема, иначе она может быть удалена. Вы можете отредактировать статью, добавив ссылки на авторитетные источники в виде сносок. (12 мая 2011) Берлинская городская электричка нем.&#...

Palo è un termine utilizzato in araldica per indicare una pezza onorevole costituita da una striscia verticale larga un terzo della larghezza dello scudo nell'araldica italiana[1] e 2 moduli (2/7 della larghezza) in quella francese. Il palo è una pezza onorevole (di primo ordine) che occupa verticalmente la parte centrale dello scudo ed è delimitata da due linee verticali parallele. D'oro al palo di rosso nella rappresentazione monocromatica D'argento, al palo d'azzurro D'argento, ...

 

Si ce bandeau n'est plus pertinent, retirez-le. Cliquez ici pour en savoir plus. Cet article ne cite pas suffisamment ses sources (février 2014). Si vous disposez d'ouvrages ou d'articles de référence ou si vous connaissez des sites web de qualité traitant du thème abordé ici, merci de compléter l'article en donnant les références utiles à sa vérifiabilité et en les liant à la section « Notes et références ». En pratique : Quelles sources sont attendues ? ...