هنگام مطالعه در فیزیک حرکت مکانیکی اجسام در فضا، همیشه شتاب حاصل را در نظر می گیرند. بیایید در مقاله بررسی کنیم که شتاب چیست و چگونه در فیزیک نشان داده می شود و همچنین یک مسئله ساده برای محاسبه این مقدار حل کنیم.
شتاب چیست و انواع آن چیست؟
زیر شتاب مقدار را درک کنید که معنای آن سرعت تغییر در سرعت بدن است. از نظر ریاضی، این تعریف به صورت زیر نوشته می شود:
a=dv/dt.
اگر تابع زمان سرعت مشخص است، برای محاسبه شتاب در یک زمان معین کافی است اولین مشتق آن را بیابید.
در فیزیک، حرف شتاب با حروف کوچک لاتین a است. با این حال، این به اصطلاح شتاب خطی است که در واحدهای m/s2 اندازه‌گیری می‌شود. علاوه بر آن، شتاب زاویه ای نیز وجود دارد. این تغییر در سرعت زاویه ای را نشان می دهد و بر حسب واحد راد/s2 بیان می شود. این نوع شتاب با حرف کوچک یونانی α (آلفا) نشان داده می شود. گاهیاز حرف ε (epsilon) برای نشان دادن آن استفاده می شود.
اگر جسم در امتداد یک مسیر منحنی حرکت کند، شتاب کل به دو جزء تقسیم می شود: مماسی (تعیین تغییر سرعت در قدر) و نرمال (تعیین تغییر سرعت در جهت). این نوع شتاب نیز با حروف a مشخص می شود، اما با استفاده از شاخص های مربوطه: at و a. معمولی اغلب مرکزگرا و مماس اغلب مماس نامیده می شود.
در نهایت، نوع دیگری از شتاب وجود دارد که وقتی اجسام آزادانه در میدان گرانشی سیاره سقوط می کنند اتفاق می افتد. با حرف g نشان داده می شود.
مشکل در فیزیک برای شتاب
مشخص است که بدن در یک خط مستقیم حرکت می کند. سرعت آن در طول زمان توسط قانون زیر تعیین می شود:
v=2t2-t+4.
لازم است شتابی را که بدن در زمان t=2.5 ثانیه خواهد داشت محاسبه کرد.
پس از تعریف a، به دست می آوریم:
a=dv/dt=4t - 1.
یعنی مقدار a به صورت خطی به زمان بستگی دارد. جالب است بدانید که در لحظه اولیه (t=0) شتاب منفی بود، یعنی بر خلاف بردار سرعت. پاسخ مسئله را با جایگزین کردن t=2.5 ثانیه در این معادله می‌گیریم: a=9 m/s2.
