Инструкция
1
Ускорение показывает возрастание скорости тела в единицу времени. Как и скорость, оно может быть и постоянной и переменной величиной в зависимости от типа движения. Изучением движения тел занимается раздел физики под названием кинематика.
2
Физические тела движутся по разным траекториям и с различной скоростью, например, есть прямолинейное и криволинейное движение, вращательное и колебательное. В свою очередь, прямолинейное бывает равномерным и неравномерным с равным или переменным ускорением.
3
Равномерным называется перемещение тела на одно и то же расстояние за равные промежутки времени. Ускорение при этом равно нулю. Чтобы вычислить ускорение прямолинейного неравномерного равноускоренного движения, необходимо воспользоваться формулой:a = (v – v_0)/t, где v_0 и v – скорости тела, соответственно, в начале и конце перемещения.
4
Такое ускорение может быть как положительным, так и отрицательным, во втором случае говорят о равнозамедленном движении. При переменном ускорении имеет смысл находить среднее ускорение, который определяется как производная функции скорости, а именно предел соотношения между приращением скорости ∆v и приращением времени ∆t, которое стремится к нулю:a = v’_t = lim_(∆t→0) ∆v/∆t.
5
Вектор ускорения при криволинейном движении имеет различные направления, поскольку зависит от формы траектории. Однако рассматривать каждый участок кривой необязательно, достаточно сказать, что в каждом случае эта часть пути представляет собой дугу окружности. Поэтому задача сводится к определению ускорения при равномерном движении тела по окружности:a = v²/r, где r – радиус окружности.
6
При вращении тела вокруг неподвижной оси вычисляют угловое ускорение, которое равно первой производной угловой скорости по времени:a = w’_t, модуль угловой скорости численно равен углу поворота за единицу времени.
7
Для колебательного движения характерно повторяющееся раскачивание тела в одну и в другую стороны. В качестве примера можно вспомнить маятники, молекулы, части работающих машин и пр. Ускорение при таком движении является непостоянной величиной. При максимальной амплитуде колебания оно достигает своего максимума, в точке равновесия оно нулевое.
8
Простейшим видом такого движения являются гармонические колебания. Ускорение в этом случае также подчиняется гармоническому закону:a = -w²•xm•cos(w•t + φ_0), где: w – частота колебаний, xm – максимальная амплитуда, φ_0 – начальная фаза колебаний.
9
Знак минус в данной формуле показывает, что направление ускорения всегда противоположно смещению. Это значит, что согласно второму закону Ньютона сила, заставляющая тело совершать колебания, всегда направлена в сторону равновесия x=0.