Wenn man in der Physik die mechanische Bewegung von Körpern im Raum untersucht, berücksichtigt man immer die resultierende Beschleunigung. Lassen Sie uns in dem Artikel betrachten, was Beschleunigung ist und wie sie in der Physik bezeichnet wird, und auch ein einfaches Problem lösen, um diesen Wert zu berechnen.
Was ist Beschleunigung und welche Typen gibt es?
Unter Beschleunigung versteht man den Wert, dessen Bedeutung die Änderungsgeschwindigkeit der Körpergeschwindigkeit ist. Mathematisch wird diese Definition wie folgt geschrieben:
a=dv/dt.
Wenn die Zeitfunktion der Geschwindigkeit bekannt ist, genügt es, ihre erste Ableitung zu finden, um die Beschleunigung zu einem bestimmten Zeitpunkt zu berechnen.
In der Physik ist der Buchstabe der Beschleunigung das kleine lateinische a. Allerdings handelt es sich dabei um die sogenannte Linearbeschleunigung, die in der Einheit m/s2 gemessen wird. Dazu kommt noch die Winkelbeschleunigung. Sie zeigt die Änderung der Winkelgeschwindigkeit und wird in der Einheit rad/s2 ausgedrückt. Diese Art der Beschleunigung wird mit dem griechischen Kleinbuchstaben α (Alpha) bezeichnet. Manchmalder Buchstabe ε (Epsilon) wird verwendet, um es zu bezeichnen.
Bewegt sich der Körper entlang einer gekrümmten Bahn, dann wird die Gesamtbeschleunigung in zwei Komponenten zerlegt: tangential (Bestimmung der Geschwindigkeitsänderung im Betrag) und normal (Bestimmung der Geschwindigkeitsänderung in Richtung). Diese Beschleunigungsarten werden auch mit den Buchstaben a bezeichnet, jedoch mit den entsprechenden Indizes: at und a. Normal wird oft als zentripetal bezeichnet, und tangential wird oft als Tangente bezeichnet.
Schließlich gibt es noch eine andere Art von Beschleunigung, die auftritt, wenn Körper frei in das Gravitationsfeld des Planeten fallen. Es wird mit dem Buchstaben g bezeichnet.
Physikalisches Problem der Beschleunigung
Es ist bekannt, dass sich der Körper geradlinig bewegt. Seine zeitliche Geschwindigkeit wird durch das folgende Gesetz bestimmt:
v=2t2-t+4.
Es ist notwendig, die Beschleunigung zu berechnen, die der Körper zum Zeitpunkt t=2,5 Sekunden haben wird.
Nach der Definition von a erh alten wir:
a=dv/dt=4t - 1.
Das heißt, der Wert a hängt linear von der Zeit ab. Merkwürdigerweise war die Beschleunigung im Anfangsmoment (t=0) negativ, also gegen den Geschwindigkeitsvektor gerichtet. Wir erh alten die Lösung des Problems, indem wir t=2,5 Sekunden in diese Gleichung einsetzen: a=9 m/s2.
