ความเร่งและความเร็วเป็นลักษณะจลนศาสตร์ที่สำคัญสองประการของการเคลื่อนไหวทุกประเภท การทราบการพึ่งพาปริมาณเหล่านี้ตรงเวลาทำให้คุณสามารถคำนวณเส้นทางที่ร่างกายเดินทางได้ บทความนี้มีคำตอบสำหรับคำถามเกี่ยวกับวิธีการหาความเร่ง การรู้ความเร็วและเวลา
แนวคิดของความเร็วและความเร่ง
ก่อนจะตอบคำถามว่าจะรู้ความเร็วและเวลาหาความเร่งได้อย่างไร มาพิจารณาคุณลักษณะแต่ละอย่างจากมุมมองของฟิสิกส์ก่อน
Speed เป็นค่าที่กำหนดความเร็วของการเปลี่ยนแปลงของพิกัดในอวกาศเมื่อร่างกายเคลื่อนไหว ความเร็วคำนวณโดยสูตร:
v=dl/dt.
โดยที่ dl คือเส้นทางที่ร่างกายเดินทางไปในช่วงเวลา dt. ความเร็วจะกำกับไปตามเส้นสัมผัสในเส้นทางการเคลื่อนที่เสมอ
การเคลื่อนไหวอาจเกิดขึ้นที่ความเร็วคงที่เมื่อเวลาผ่านไป หรือที่ความเร็วแปรผัน ในกรณีหลังนี้ เราพูดถึงการมีอยู่ของการเร่งความเร็ว ในทางฟิสิกส์ ความเร่งเป็นตัวกำหนดอัตราการเปลี่ยนแปลงของ v ซึ่งเขียนเป็นสูตร:
a=dv/dt.
ความเท่าเทียมนี้คือคำตอบของคำถามว่าจะหาได้อย่างไรการเร่งความเร็ว การทำเช่นนี้ แค่หาอนุพันธ์ของ v.
ครั้งแรกก็เพียงพอแล้ว
ทิศทางความเร่งตรงกับทิศทางความต่างของเวกเตอร์ความเร็ว ในกรณีของการเคลื่อนที่แบบเร่งเป็นเส้นตรง ปริมาณ a และ v จะถูกชี้ไปในทิศทางเดียวกัน
จะหาความเร่งตามความเร็วและเวลาได้อย่างไร
เมื่อเรียนกลศาสตร์ อันดับแรก ควรพิจารณาประเภทการเคลื่อนที่ที่สม่ำเสมอและมีความเร่งสม่ำเสมอตามแนววิถีทางตรง ในทั้งสองกรณี ควรเลือกช่วงเวลา Δt เพื่อกำหนดความเร่ง จากนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดค่าของความเร็ว v1 และ v2 ที่จุดสิ้นสุดของช่วงเวลานี้ อัตราเร่งเฉลี่ยถูกกำหนดดังนี้:
a=(v2- v1)/Δt.
ในกรณีของการเคลื่อนที่สม่ำเสมอ ความเร็วจะคงที่ (v2=v1) ดังนั้น ค่าของความตั้งใจ เป็นศูนย์ ในกรณีของการเคลื่อนที่ที่เร่งอย่างสม่ำเสมอ ค่า a จะคงที่ จึงไม่ขึ้นอยู่กับช่วงเวลา Δt ในสูตร
สำหรับกรณีการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนมากขึ้น เมื่อความเร็วเป็นฟังก์ชันของเวลา คุณควรใช้สูตรสำหรับ a ผ่านอนุพันธ์ ซึ่งแสดงในย่อหน้าด้านบน
ตัวอย่างการแก้ปัญหา
เมื่อจัดการกับคำถามเกี่ยวกับวิธีการหาอัตราเร่ง รู้เวลาและความเร็ว เราจะแก้ปัญหาง่ายๆ สมมติว่าร่างกายเคลื่อนที่ไปตามวิถีทางหนึ่งเปลี่ยนความเร็วตามสมการต่อไปนี้
v=3t2- t + 4.
ความเร่งของร่างกายในเวลา t=5 วินาทีจะเป็นอย่างไร
ความเร่งเป็นอนุพันธ์อันดับแรกของ v เทียบกับตัวแปร t เรามี:
a=dv/dt=6t - 1.
ในการตอบคำถามของปัญหา คุณควรแทนที่ค่าที่ทราบของเวลาที่ทราบลงในสมการผลลัพธ์: a=29 m/c2.
