Ускорение

Когда тело движется, его скорость меняется как по модулю, так и по направлению.

Меняется скорость поезда, сначала увеличивается, затем постоянна, и, в конце движения пути, уменьшается. Пуля, вылетающая из ствола, увеличивает скорость, при попадании в цель, ее скорость уменьшается. Здесь скорость изменяется практически мгновенно. Изменяется скорость мяча во время игры в футбол, как по величине, так и направлению, и автомобиля, двигающегося на повороте.
Быстроту изменения скорости за какой-то промежуток времени характеризуют величиной называемой ускорением.
Ввел понятие ускорения Галилей, изучая связь между падением тел и силой тяжести. Ускорение, как и скорость, имеет направление.

Среднее ускорение

Рассмотрим криволинейное неравномерное движение. Ускорение будет иметь разное значение и направление. В этом случае находят среднее ускорение. Равно ускорение отношению formula_1(изменению вектора), за промежуток времени, в течение которого это изменение происходило.

grafik_1grafik_2

 

Определяется по формуле       formula_2

Разность начального значения v и значения v через промежуток времени или изменение вектора скорости formula_3 измеряется в метрах в секунду (м/с).

 

Промежуток времени formula_4 , во время этого промежутка происходило изменение ускорения, измеряется в секундах (с)
Ускорение а, измеряется оно в метрах м/с2 в системе СИ (За 1с скорость тела успевает измениться на 1 м\с).

Мгновенное ускорение

Если промежуток времени стремится неограниченно к нулю formula_5 , находят ускорение в данной точке, называемое мгновенным.
Мгновенное ускорение равно: formula_6
Рассмотрим простой вид движения — прямолинейное движение. Направление скорости не изменяется, formula_7 . Модуль скорости увеличивается, движение будет равноускоренным. Скорость и ускорение сонаправлены, совпадают по направлению. Модуль скорости убывает – движение равнозамедленное, скорость и ускорение направлены в этом случае противоположно друг другу formula_8 (торможение автобуса).
При изменении направления ускорения и скорости при движении, если модуль ускорения formula_7 , направление его не меняется, движение называется равнопеременным (движение брошенного вверх камня).

Нормальное и тангенциальное ускорение

Рассмотрим криволинейное движение. Скорость тела направлена по касательной к траектории. Ускорение в данном случае можно разложить на две составляющие.

grafik_3

Одна составляющая ускорения направлена по касательной, так же как вектор скорости, называется тангенциальным ускорением. Другая направлена в центр окружности. Это ускорение называется центростремительным или нормальным ускорением («стремящимся к центру»). Исходя из теоремы Пифагора, можно определить ускорение: formula_9

Центростремительное ускорение

grafik_4Упростим криволинейное движение, представив его как движение по дугам концентрических окружностей.
Рассмотрим движение по окружности. Скорость меняется по направлению.

Величина скорости остается постоянной.

Тангенциальное ускорение равно нулю, а нормальное или центростремительное можно определить по формуле: .

formula_10

v- скорость тела.
R – радиус окружности, по которой движется тело, измеряется в системе СИ в метрах (м).