Прискорення

Відео: Брутальное прискорення !!!

Прискорення - це зміна швидкості. У будь-якій точці траєкторії прискорення задається не тільки зміною абсолютного значення швидкості, але і її напрямки. Прискорення визначається як межа щодо приросту швидкості до інтервалу часу, за який цей приріст відбувся. Тангенціальне і доцентровийприскорення прискоренням називається зміна швидкості тіла за одиницю часу. Математично прискорення визначається як похідна від швидкості за часом.



Оскільки швидкість - похідна від координати, то прискорення можна записати, як другу похідну від координати.



Рух тіла, при якому прискорення не змінюється ні за величиною, ні за спрямуванням, називається рівноприскореним рухом. У фізиці термін прискорення використовується і в тих випадках, коли швидкість тіла не збільшується, а зменшується, тобто тіло сповільнюється. При уповільненні вектор прискорення направлений проти руху, тобто протилежний вектору швидкості.
Прискорення - одне з базових понять класичної механіки. Воно об`єднує між собою кинематику і динаміку. Знаючи прискорення, а також початкові положення і швидкості тіл, можна передбачити, як тіла будуть рухатися далі. З іншого боку, значення прискорення визначається законами динаміки через сили, що діють на тіла.
Прискорення позначається зазвичай латинською літерою a (Від англ. Acceleration) і його абсолютна величина вимірюється в системі СІ в метрах за квадратну секунду (м / с 2). В системі СГС одиниця вимірювання прискорення сантиметр в секунду в квадраті (см / с 2). Часто прискорення також вимірюють, вибираючи за одиницю прискорення вільного падіння, яке позначають латинською літерою g, тобто говорять, що прискорення становить, наприклад, 2g.
Прискорення векторна величина. Його напрямок не завжди збігається з напрямком швидкості. У разі обертання вектор прискорення перпендикулярний до вектора швидкості. У загальному випадку вектор прискорення можна розкласти на дві складові. Складова вектора прискорення, яка спрямована паралельно вектору швидкості, а, отже, вздовж дотичної до траєкторії називається тангенціальним прискоренням. Складова вектора прискорення, спрямована перпендикулярно вектору швидкості, а, отже, уздовж нормалі до траєкторії, називається нормальним прискоренням.

.

Перший член в цій формулі задає тангенціальне прискорення, другий - нормальне або доцентрове. Зміна напрямку одиничного вектора завжди перпендикулярна цього вектора, тому другий член в цій формулі нормальний до першого.
Прискорення центральне поняття для класичної механіки. Воно є результатом впливу на тіло сил. За другим законом Ньютона прискорення виникає в результаті дії на тіло сил:

,

де m - маса тіла, - Рівнодіюча всіх сил, що діють на це тіло.
Якщо на тіло не діють ніякі сили, або ж дію всіх сил на нього врівноважена, то таке тіло рухається без прискорення, тобто з постійною швидкістю.


При однаковій силі, що діє на різні тіла, прискорення тіла з меншою масою буде більше, і, відповідно, прискорення масивного тіла - менше.
Якщо відома залежність прискорення матеріальної точки від часу , Те її швидкість визначається інтеграцією:

,

де - Швидкість точки в початковий момент часу t 0.
Залежність прискорення від часу можна визначити з законів динаміки, якщо відомі сили, що діють на матеріальну точку. Для однозначного визначення швидкості потрібно знати її значення в початковий момент.
Для рівноприскореного руху інтегнування дає:

.

Відповідно, повторним інтеграцією можна знайти залежність радіус-вектора матеріальної точки від часу, якщо відомо його значення в початковий момент :

.

Для рівноприскореного руху:

.

Якщо тіло рухається по колу з постійною кутовою швидкістю?, То його прискорення направлено до центру кола і дорівнює по абсолютній величині



,

де R - радіус кола, v =? R - швидкість тіла.
У векторному запису:

,

де - Радіус-вектор. .
Знак мінус означає, що прискорення направлено до центру кола.
У теорії відносності рух зі змінною швидкістю теж характеризується певною величиною, аналогічної прискоренню, але на відміну від звичайного прискорення 4-вектор прискорення є другою похідною від 4-вектора координат не по часу, а по просторово-часовому інтервалу.

.

4-вектор прискорення завжди «перпендикулярний» 4-швидкості

.

Особливістю руху в теорії відносності є те, що швидкість тіла ніколи не може перевищити значення швидкості світла. Навіть в разі, якщо на тіло буде діяти стала сила, його прискорення зменшується з ростом швидкості і прагне до нуля при наближенні до швидкості світла.
Максимальне прискорення твердого тіла, вдалося отримати в лабораторних умовах, становило 10 10 g. Для досвіду вчені застосували так звану Z-машина (Z Machine), яка створює надзвичайно потужний імпульс магнітного поля, прискорює в спеціальному каналі снаряд - алюмінієву пластинку розміром 30 x 15 мм і товщиною 0,85 мм. Швидкість снаряда становила приблизно 34 км / с (в 50 разів швидше кулі).


Увага, тільки СЬОГОДНІ!