Paātrinājums pret ātrumu
Paātrinājums un ātrums ir divi pamatjēdzieni, par kuriem fizikā tiek runāts par ķermeņu kustību. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir paātrinājums un ātrums, to definīcijas, līdzības un visbeidzot atšķirības starp paātrinājumu un ātrumu.
Ātrums
Ātrums ir definēts kā pārvietošanās ātrums starp objektu un fiksētu punktu. Matemātiski runājot, ātrums ir vienāds ar dx/dt (lasīt kā d, dt x) saskaņā ar aprēķinu teorijām. Tas ir arī apzīmēts ar ẋ. Ātrums izpaužas arī kā leņķiskais ātrums; tādā gadījumā ātrums ir vienāds ar leņķa maiņas ātrumu. Gan lineārais ātrums, gan leņķiskais ātrums ir vektori. Lineārajam ātrumam ir momentānas kustības virziens, savukārt leņķiskajam ātrumam ir virziens, ko nosaka ar korķviļķa metodi. Ātrums ir relatīvistisks variants, kas nozīmē, ka relativitātes likumi ir jāpiemēro ātrumiem, kas ir saderīgi ar gaismas ātrumu. Relatīvais ātrums ir objekta ātrums attiecībā pret citu objektu. Vektora formā tas ir rakstīts kā V̰A rel B=V̰A – V̰B V̰ rel ir objekta “a” ātrums attiecībā pret objektu “b”. Parasti ātruma trīsstūri vai ātruma paralelogramu izmanto, lai aprēķinātu relatīvo ātrumu starp diviem objektiem. Ātruma trīsstūra teorija nosaka, ka, ja VA rel Zeme un VZeme rel B ir norādītas divās trijstūra malās, kas ir proporcionālas lielumam un virzienam, trešā līnija norāda relatīvā ātruma virzienu un lielumu.
Paātrinājums
Paātrinājums ir definēts kā ķermeņa ātruma izmaiņu ātrums. Ir svarīgi ievērot, ka paātrinājumam vienmēr ir nepieciešams neto spēks, kas iedarbojas uz objektu. Tas ir aprakstīts Ņūtona otrajā kustības likumā. Otrais likums nosaka, ka neto spēks F uz ķermeni ir vienāds ar ķermeņa lineārā impulsa izmaiņu ātrumu. Tā kā lineāro impulsu nosaka ķermeņa masas un ātruma reizinājums un masa nemainās nerelativistiskā mērogā, spēks ir vienāds ar masu, kas reizināta ar ātruma maiņas ātrumu, kas ir paātrinājums. Šim spēkam var būt vairāki iemesli. Elektromagnētiskais spēks, gravitācijas spēks un mehāniskais spēks ir daži no tiem. Paātrinājums tuvumā esošās masas dēļ ir pazīstams kā gravitācijas paātrinājums. Jāievēro, ka, ja objekts netiek pakļauts neto spēkam, objekts nemainīs savu ātrumu neatkarīgi no tā, vai tas kustējās vai stāvēja. Ņemiet vērā, ka objekta kustībai nav nepieciešams spēks, bet paātrinājumam vienmēr ir nepieciešams spēks.
Kāda ir atšķirība starp paātrinājumu un ātrumu?
• Paātrinājumam nepieciešams neto spēks, kas iedarbojas uz objektu, bet ātrumam šāds spēks nav vajadzīgs.
• Katram objektam, kas paātrinās, ir ātrums, bet katram objektam, kuram ir ātrums, nav obligāti jābūt paātrinājumam.
• Paātrinājumam ir jāmaina ātruma lielums vai virziens.
