Ang paggalaw ay isa sa mga pangunahing tampok ng mundong ating ginagalawan. Ito ay kilala mula sa pisika na ang lahat ng mga katawan at ang mga particle kung saan sila ay binubuo ay patuloy na gumagalaw sa kalawakan kahit na sa ganap na zero na temperatura. Sa artikulong ito, isasaalang-alang natin ang kahulugan ng acceleration bilang isang mahalagang kinematic na katangian ng mekanikal na paggalaw sa pisika.
Anong sukat ang pinag-uusapan natin?
Ayon sa kahulugan, ang acceleration ay isang dami na nagbibigay-daan sa iyong ilarawan nang rami ang proseso ng pagbabago ng bilis sa paglipas ng panahon. Sa matematika, ang acceleration ay kinakalkula tulad ng sumusunod:
a¯=dv¯/dt.
Ang formula na ito para sa pagtukoy ng acceleration ay inilalarawan ang tinatawag na instantaneous value a¯. Upang kalkulahin ang average na acceleration, dapat mong dalhin ang ratio ng pagkakaiba sa mga bilis sa mas mahabang yugto ng panahon.
Ang value a¯ ay isang vector. Kung ang bilis ay nakadirekta sa kahabaan ng tangent sa itinuturing na tilapon ng katawan, kung gayon ang pagbilis ay maaaringitinuro sa isang ganap na random na paraan. Wala itong kinalaman sa trajectory ng paggalaw at sa vector v¯. Gayunpaman, ang parehong pinangalanang mga katangian ng paggalaw ay nakasalalay sa acceleration. Ito ay dahil, sa huli, ang acceleration vector ang tumutukoy sa trajectory at bilis ng katawan.
Upang maunawaan kung saan nakadirekta ang acceleration a¯, dapat isulat ng isa ang pangalawang batas ni Newton. Sa kilalang anyo, ganito ang hitsura:
F¯=ma¯.
Equality ay nagsasabi na ang dalawang vector (F¯ at a¯) ay nauugnay sa isa't isa sa pamamagitan ng numerical constant (m). Ito ay kilala mula sa mga katangian ng mga vector na ang pagpaparami sa isang positibong numero ay hindi nagbabago sa direksyon ng vector. Sa madaling salita, ang acceleration ay palaging nakadirekta sa pagkilos ng kabuuang puwersa F¯ sa katawan.
Ang dami na isinasaalang-alang ay sinusukat sa metro bawat square second. Halimbawa, ang gravitational force ng Earth malapit sa ibabaw nito ay nagbibigay sa mga katawan ng acceleration na 9.81 m/s2, ibig sabihin, ang bilis ng malayang pagbagsak ng katawan sa walang hangin na espasyo ay tumataas ng 9.81 m/s bawat segundo.
Ang konsepto ng pare-parehong pinabilis na paggalaw
Ang formula para sa pagtukoy ng acceleration sa pangkalahatang kaso ay nakasulat sa itaas. Gayunpaman, sa pagsasagawa ay madalas na kinakailangan upang malutas ang mga problema para sa tinatawag na unipormeng pinabilis na paggalaw. Ito ay nauunawaan bilang isang paggalaw ng mga katawan kung saan ang kanilang tangential component ng acceleration ay pare-pareho ang halaga. Binibigyang-diin namin ang kahalagahan ng constancy ng tangential, at hindi ang normal na bahagi ng acceleration.
Ang kabuuang acceleration ng katawan sa proseso ng curvilinear motion ay maaaring katawanin bilang dalawang bahagi. Ang tangential component ay naglalarawan ng pagbabago sa velocity modulus. Ang normal na bahagi ay palaging nakadirekta patayo sa tilapon. Hindi nito binabago ang modulus ng bilis, ngunit binabago nito ang vector nito.
Sa ibaba, tatalakayin namin ang tanong tungkol sa bahagi ng acceleration nang mas detalyado.
Pantay na pinabilis ang paggalaw sa isang tuwid na linya
Dahil hindi nagbabago ang velocity vector kapag gumagalaw sa isang tuwid na linya ng katawan, ang normal na acceleration ay zero. Nangangahulugan ito na ang kabuuang acceleration ay nabuo ng eksklusibo ng tangential component. Ang kahulugan ng acceleration sa pantay na pinabilis na paggalaw ay isinasagawa ayon sa mga sumusunod na formula:
a=(v - v0)/t;
a=2S/t2;
a=2(S-v0t)/t2.
Ang tatlong equation na ito ay ang mga pangunahing pagpapahayag ng kinematics. Narito ang v0 ay ang bilis ng katawan bago ang acceleration. Ito ay tinatawag na inisyal. Ang value S ay ang landas na dinaanan ng katawan sa isang tuwid na trajectory sa panahon ng t.
Anuman ang halaga ng oras na ihahalili natin sa alinman sa mga equation na ito, palagi tayong makakakuha ng parehong acceleration a, dahil hindi ito nagbabago sa panahon ng itinuturing na uri ng paggalaw.
Mabilis na pag-ikot
Ang paglipat sa paligid ng isang bilog na may acceleration ay isang medyo karaniwang uri ng paggalaw sa teknolohiya. Upang maunawaan ito, sapat na upang maalala ang pag-ikot ng mga shaft,mga disk, gulong, bearings. Upang matukoy ang acceleration ng isang katawan sa pantay na pinabilis na paggalaw sa isang bilog, hindi mga linear na dami ang madalas na ginagamit, ngunit angular na mga. Ang angular acceleration, halimbawa, ay tinukoy bilang mga sumusunod:
α=dω/dt.
Ang halaga ng α ay ipinahayag sa radians para sa bawat segundong squared. Ang acceleration na ito kasama ang tangential component ng quantity a ay nauugnay gaya ng sumusunod:
α=at/r.
Dahil pare-pareho ang α sa pantay na pinabilis na pag-ikot, ang tangential acceleration na at ay tumataas sa direktang proporsyon sa pagtaas ng radius ng pag-ikot r.
Kung α=0, mayroon lang non-zero normal na acceleration habang umiikot. Gayunpaman, ang paggalaw na ito ay tinatawag na pare-parehong variable o pare-parehong pag-ikot, hindi pare-parehong pinabilis.
