Kiihtyvyys vs. hidastuminen
Kiihtyvyyden käsite on tärkeä käsite, kun on kyse liikkuvien kappaleiden tutkimisesta. Kiihtyvyydellä tarkoitetaan liikkuvan kappaleen nopeuden muutosnopeutta. Jos kappale liikkuu vakionopeudella, muutosta ei tapahdu eikä sillä siten ole kiihtyvyyttä. Liikkuvalla autolla voi ymmärtää konseptin. Jos ajat autolla ja kuljet vakionopeudella 50 mph, et kiihdytä, mutta sillä hetkellä, kun alat painaa kaasupoljinta ja painat sitä edelleen tasaisella nopeudella, auto kiihtyy, kun sen nopeus kasvaa tasaisella nopeudella. Tätä kutsutaan kiihtyvyydeksi. On olemassa toinenkin kiihtyvyyteen liittyvä käsite, joka tunnetaan hidastumisena ja jonka kanssa ihmiset ovat edelleen hämmentyneitä. Tämä artikkeli selittää selkeästi kiihtyvyyden ja hidastumisen väliset erot lukijoiden mielissä olevien epäilyjen hälventämiseksi.
Jos katsot pyöräilykilpailua, näet usein pyöräilijän vetoketjulla toisen pyöräilijän ohi. Tämä johtuu siitä, että nopeampi pyöräilijä liikkuu suuremmalla nopeudella kuin hitaampi. Mutta siinä on muutakin kuin pistää silmään. Jos hitaampi pyöräilijä liikkuu tasaisella nopeudella, hänellä ei ole kiihtyvyyttä. Mutta on ilmeistä, että takaa tuleva kiihtyy, hänellä on nopeuden muutos, joka auttaa häntä kulkemaan hitaamman ohi. Tätä nopeuden muutosnopeutta tai nopeuden muutosta aikayksikköä kohti kutsutaan kiihtyvyydeksi, ja se selitetään Newtonin liikelakien avulla.
Jos u on pyöräilijän alkunopeus ja v on pyöräilijän loppunopeus, kiihtyvyys saadaan seuraavalla yhtälöllä
V=U + at
Tai a=(V – U)/t
On kuitenkin tapauksia, joissa nopeasti liikkuva kappale saattaa hidastaa vauhtia, kuten silloin, kun autoilija jarruttaa liikennevaloissa tai kun nopeasti liikkuva juna pysähtyy hitaasti asemalla. Tässäkin nopeudessa on muutosta, mutta toisin kuin kiihtyvyydessä, nopeus pienenee. Näitä olosuhteita kutsutaan hidastumistapauksiksi (tai hidastuvuus). Katsotaanpa sitä esimerkillä. Kun poika heittää pallon ilmaan, pallolla on jokin alkunopeus, joka hidastuu vähitellen, kunnes pallo saavuttaa korkeimman pisteensä ilmassa. Tämä tarkoittaa, että kyseessä on hidastuminen. Toisa alta, kun pallo aloittaa matkansa alaspäin, sen alkunopeus on nolla, mutta se kasvaa vähitellen painovoiman vaikutuksesta ja on maksimi juuri ennen kuin se osuu maahan. Tässä on kyse kiihtyvyydestä.
