Tulad ng alam mo, ang anumang pisikal na dami ay kabilang sa isa sa dalawang uri, ito ay alinman sa scalar o vector. Sa artikulong ito, isasaalang-alang namin ang mga kinematic na katangian gaya ng bilis at acceleration, at ipapakita din kung saan nakadirekta ang acceleration at speed vectors.
Ano ang bilis at acceleration?
Ang parehong dami na binanggit sa talatang ito ay mahalagang katangian ng anumang uri ng paggalaw, ito man ay gumagalaw ng katawan sa isang tuwid na linya o sa isang hubog na landas.
Ang
Speed ay ang rate kung saan nagbabago ang mga coordinate sa paglipas ng panahon. Sa matematika, ang value na ito ay katumbas ng time derivative ng distansyang nilakbay, iyon ay:
v¯=dl¯/dt.
Dito ang vector l¯ ay nakadirekta mula sa simula ng landas hanggang sa dulong punto.
Sa turn, ang acceleration ay ang bilis kung saan ang bilis mismo ay nagbabago sa oras. Sa anyo ng isang pormula, maaari itong isulat ng ganito:
a¯=dv¯/dt.
Malinaw, ang pagkuha ng pangalawang derivative ngdisplacement vector l¯ sa oras, makukuha rin natin ang halaga ng acceleration.
Dahil ang bilis ay sinusukat sa metro bawat segundo, ang acceleration, ayon sa nakasulat na expression, ay sinusukat sa metro bawat segundo na squared.
Nasaan ang mga acceleration at velocity vectors?
Sa physics, ang anumang mekanikal na paggalaw ng isang katawan ay karaniwang nailalarawan sa pamamagitan ng isang tiyak na tilapon. Ang huli ay ilang haka-haka na kurba kung saan gumagalaw ang katawan sa kalawakan. Halimbawa, ang isang tuwid na linya o isang bilog ay mga pangunahing halimbawa ng mga karaniwang motion path.
Ang velocity vector ng katawan ay palaging nakadirekta sa direksyon ng paggalaw, hindi alintana kung ang katawan ay bumagal o bumibilis, kung ito ay gumagalaw sa isang tuwid na linya o sa isang curve. Sa pagsasalita sa mga geometric na termino, ang velocity vector ay nakadirekta nang tangential sa punto ng trajectory kung saan ang katawan ay kasalukuyang matatagpuan.
Ang acceleration vector ng isang materyal o body point ay walang kinalaman sa bilis. Ang vector na ito ay nakadirekta sa direksyon ng pagbabago ng bilis. Halimbawa, para sa rectilinear motion, ang value a¯ ay maaaring tumugma sa direksyon sa v¯ o sa tapat ng v¯.
Pwersang kumikilos sa katawan at pagbilis
Nalaman namin na ang acceleration vector ng katawan ay nakadirekta sa pagbabago ng velocity vector. Gayunpaman, hindi laging madaling matukoy kung paano nagbabago ang bilis sa isang naibigay na punto sa tilapon. Bukod dito, upang matukoy ang pagbabago sa bilis, kinakailangan upang maisagawa ang operasyonpagkakaiba ng vector. Upang maiwasan ang mga paghihirap na ito sa pagtukoy sa direksyon ng vector a¯, may isa pang paraan upang mabilis na malaman.
Nasa ibaba ang sikat at kilalang batas ni Newton sa bawat mag-aaral:
F¯=ma¯.
Ang formula ay nagpapakita na ang sanhi ng acceleration sa mga katawan ay ang puwersang kumikilos sa kanila. Dahil ang mass m ay isang scalar, ang force vector F¯ at ang acceleration vector a¯ ay nasa parehong direksyon. Ang katotohanang ito ay dapat tandaan at ilapat sa pagsasanay sa tuwing may pangangailangan na matukoy ang direksyon ng dami a¯.
Kung kumilos ang iba't ibang pwersa sa katawan, ang direksyon ng acceleration vector ay magiging katumbas ng resultang vector ng lahat ng pwersa.
Paikot na paggalaw at pagbilis
Kapag ang isang katawan ay gumagalaw sa isang tuwid na linya, ang acceleration ay nakadirekta pasulong o paatras. Sa kaso ng paggalaw sa isang bilog, ang sitwasyon ay kumplikado sa pamamagitan ng katotohanan na ang bilis ng vector ay patuloy na nagbabago ng direksyon nito. Dahil sa nabanggit, ang kabuuang acceleration ay tinutukoy ng dalawang bahagi nito: tangential at normal na mga acceleration.
Ang tangential acceleration ay eksaktong kapareho ng velocity vector, o laban dito. Sa madaling salita, ang acceleration component na ito ay nakadirekta sa kahabaan ng tangent sa trajectory. Inilalarawan ng tangential acceleration ang pagbabago sa modulus ng mismong bilis.
Ang normal na acceleration ay nakadirekta sa kahabaan ng normal sa ibinigay na punto ng trajectory, na isinasaalang-alang ang curvature nito. Sa kaso ng circular motion, ang vector ng component na ito ay nagpapahiwatigsa gitna, iyon ay, ang normal na acceleration ay nakadirekta sa radius ng pag-ikot. Ang bahaging ito ay madalas na tinatawag na centripetal.
Ang buong acceleration ay ang kabuuan ng mga bahaging ito, kaya ang vector nito ay maaaring idirekta nang basta-basta may kinalaman sa linya ng bilog.
Kung umiikot ang katawan nang hindi binabago ang linear velocity, mayroon lamang non-zero normal na bahagi, kaya ang buong acceleration vector ay nakadirekta patungo sa gitna ng bilog. Tandaan na ang sentrong ito ay apektado din ng puwersa na nagpapanatili sa katawan sa tilapon nito. Halimbawa, pinapanatili ng gravitational force ng Araw ang ating Earth at iba pang mga planeta sa kanilang mga orbit.
