Inhoud
Lineaire versnelling is de snelheid van verandering van snelheid, gedurende een gegeven tijdsperiode, van een object dat in één richting beweegt. Dit is een zeer basisconcept in de natuurkunde en maakt deel uit van de klassieke mechanica - het specifieke veld van de natuurkunde dat zich bezighoudt met de bewegingswetten van niet-atomaire objecten (de beweging en het gedrag van atomaire deeltjes wordt beschreven in de kwantummechanica). Het eenvoudigste voorbeeld in de dagelijkse lineaire versnelling is een auto die continu langs een rechte weg accelereert.
Voorwaarden en concepten
Velocity wordt gedefinieerd als de snelheid van verandering in de positie van een bewegend object gedurende een bepaalde tijdsperiode. In het internationale systeem van eenheden (SI) wordt het gemeten in meter per seconde of m / s. "Meters" beschrijft de verandering in positie of afstand, en "seconden" is de tijdseenheid. Een bewegend object dat de meeste afstand afdekt voor elke tijdseenheid, beweegt sneller of heeft een hogere snelheid. Van een bewegend voorwerp wordt gezegd dat het versnelt wanneer zijn snelheid verandert. Versnelling wordt gemeten in meter per seconde in het kwadraat of m / s². Dus een auto die versnelt met 15 m / s² verhoogt zijn snelheid met een snelheid van 15 meter per seconde elke seconde dat hij beweegt.
misvattingen
In de gewone dagelijkse taal gebruiken we de woorden snelheid en snelheid vaak onverschillig. Maar in de fysica wordt snelheid geclassificeerd als een vectorhoeveelheid, terwijl snelheid een scalaire grootheid is. Het verschil is dat een vectorgrootheid een beschrijving van de richting bevat. Daarom is "10 m / s Noord" een snelheidsmaat, terwijl "10 m / s" een snelheidsmaat is. Versnelling is ook een vectorgrootheid en bij lineaire versnelling moet het object bewegen terwijl het in één richting beweegt.
Versnelling zoals deze in de natuurkunde wordt gebruikt, betekent ook niet noodzakelijkerwijs een snelheidsverhoging. De definitie van "snelheid van verandering" omvat ook een vermindering van de hoeveelheid. Dan kan de versnelling een negatief getal zijn. De "-10 m / s²" -meting houdt in dat het bewegende object met 10 m / s vertraagt voor elke seconde beweging.
berekening
Het concept van versnelling maakt deel uit van de tweede bewegingswet van Newton, waarin staat dat de kracht die op een object inwerkt gelijk is aan de massa vermenigvuldigd met de versnelling ervan. Het wordt uitgedrukt in de vergelijking F = m. a; waarbij "F" het symbool is voor kracht, "m" voor massa en "a" voor versnelling. Als de kracht die op een object en zijn massa inwerkt, bekend is, kan de versnelling worden bepaald door de kracht te delen door de massa: a = F / m.
Een andere manier om de versnelling te berekenen is om het verschil in snelheid te nemen en te delen door het tijdsverschil: a = dv / dt, waarbij "dv" het verschil in snelheid is "(v2 - v1) en" dt " Als een auto in rust bijvoorbeeld begint te bewegen en in 10 seconden de snelheid van 20 m / s bereikt, is de versnelling 2 m / s² (20 meter per seconde - 0 meter per seconde / 10 seconden) - 0 seconden).
Circulaire beweging
Lineaire versnelling is alleen van toepassing in de context van lineaire beweging, wat beweging langs een rechte lijn is. Maar objecten kunnen ook op andere manieren bewegen en versnellen. Omdat versnelling snelheidsveranderingen meet en snelheid richting omvat, wordt een richtingsverandering ook versnelling genoemd. Als een auto met een snelheid van 20 m / sec op een rechte weg bijvoorbeeld plotseling een bocht ingaat, versnelt deze auto terwijl deze langs de bocht beweegt, zelfs als de snelheid niet verandert. De versnelling die de bestuurder voelt, wordt "circulaire versnelling" genoemd.
toepassing
Als onderdeel van een fundamentele natuurkundige wet wordt het principe van lineaire versnelling op veel gebieden gebruikt, van engineering tot astronomie. Een opmerkelijk voorbeeld is een machine die wordt gebruikt door de National Space and Aeronautics Administration (NASA), de Massa-meetapparatuur voor massa-versnelling of SLAMMD. Deze machine wordt gebruikt om de massa astronauten in een baan om de aarde te meten. Het impliciete principe is de tweede bewegingswet van Newton, maar deze keer wordt de massa bepaald door de kracht te delen door de versnelling: m = F / a.