Kiihtyvyys vs. nopeus
Kiihtyvyys ja nopeus ovat kaksi peruskäsitettä, joista keskustellaan fysiikan kappaleiden liikkeen yhteydessä. Tässä artikkelissa aiomme keskustella, mitä kiihtyvyys ja nopeus ovat, niiden määritelmiä, yhtäläisyyksiä ja lopuksi kiihtyvyyden ja nopeuden eroja.
Velocity
Nopeus määritellään kohteen ja kiinteän pisteen välisen siirtymän muutosnopeudeksi. Matemaattisesti nopeus on yhtä suuri kuin dx/dt (luettu d, dt x) laskennan teorioiden mukaan. Se on myös merkitty kirjaimella ẋ. Nopeus on myös kulmanopeuden muodossa; siinä tapauksessa nopeus on yhtä suuri kuin kulman nopeusmuutos. Sekä lineaarinopeus että kulmanopeus ovat vektoreita. Lineaarisella nopeudella on hetkellisen liikkeen suunta, kun taas kulmanopeudella on suunta, joka päätetään korkkiruuvimenetelmällä. Nopeus on relativistinen muunnos, mikä tarkoittaa, että suhteellisuuslakeja on sovellettava valonnopeuden kanssa yhteensopiviin nopeuksiin. Suhteellinen nopeus on kohteen nopeus suhteessa toiseen kohteeseen. Vektorimuodossa tämä kirjoitetaan muodossa V̰A rel B=V̰A – V̰B V̰ rel on kohteen "a" nopeus suhteessa objektiin "b". Yleensä kahden kohteen välisen suhteellisen nopeuden laskemiseen käytetään nopeuskolmiota tai nopeuden suuntaviivaa. Nopeuskolmioteoria väittää, että jos VA rel Earth ja VEarth rel B on merkitty kolmion kahdelle sivulle, joka on verrannollinen suuruuteen ja suuntaan, kolmas viiva osoittaa suhteellisen nopeuden suunnan ja suuruuden.
Kiihdytys
Kiihtyvyys määritellään kappaleen nopeuden muutosnopeudeksi. On tärkeää huomata, että kiihdytys vaatii aina kohteeseen vaikuttavan nettovoiman. Tämä kuvataan Newtonin toisessa liikesäännössä. Toinen laki sanoo, että kappaleeseen kohdistuva nettovoima F on yhtä suuri kuin kappaleen lineaarisen liikemäärän muutosnopeus. Koska lineaarinen liikemäärä saadaan kappaleen massan ja nopeuden tulolla ja massa ei muutu ei-relativistisella asteikolla, voima on yhtä suuri kuin massa kertaa nopeuden muutosnopeus, joka on kiihtyvyys. Tälle voimalle voi olla useita syitä. Sähkömagneettinen voima, gravitaatiovoima ja mekaaninen voima ovat muutamia mainitaksemme. Läheisen massan aiheuttamaa kiihtyvyyttä kutsutaan painovoimakiihtyvyydeksi. On huomioitava, että jos esineeseen ei kohdistu nettovoimaa, esine ei muuta itsensä nopeutta, olipa se liikkuva tai paikallaan. Huomaa, että kohteen liike ei vaadi voimaa, mutta kiihtyvyys vaatii aina voimaa.
Mitä eroa on kiihtyvyydellä ja nopeudella?
• Kiihtyvyys vaatii kohteeseen vaikuttavan nettovoiman, mutta nopeus ei vaadi sellaista voimaa.
• Jokaisella kiihtyvällä esineellä on nopeus, mutta jokaisella objektilla, jolla on nopeus, ei välttämättä tarvitse olla kiihtyvyyttä.
• Kiihtyvyys vaatii nopeuden suuruuden tai suunnan muutoksen.
