เนื้อหา
การเร่งความเร็วเชิงเส้นคืออัตราการเปลี่ยนแปลงความเร็วในช่วงระยะเวลาหนึ่งของวัตถุที่เคลื่อนที่ในทิศทางเดียว นี่เป็นแนวคิดพื้นฐานทางฟิสิกส์และเป็นส่วนหนึ่งของกลศาสตร์คลาสสิก - สาขาวิชาฟิสิกส์เฉพาะที่เกี่ยวข้องกับกฎการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ไม่ใช่อะตอมมิก (การเคลื่อนที่และพฤติกรรมของอนุภาคอะตอมอธิบายไว้ในกลศาสตร์ควอนตัม) ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดในการเร่งความเร็วเชิงเส้นแบบวันต่อวันคือรถยนต์ที่เร่งอย่างต่อเนื่องไปตามถนนเส้นตรง
ข้อกำหนดและแนวคิด
ความเร็วถูกกำหนดเป็นอัตราการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งของวัตถุเคลื่อนที่ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ในระบบหน่วยสากล (SI) วัดหน่วยเป็นเมตรต่อวินาทีหรือ m / s "เมตร" อธิบายการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งหรือระยะทางและ "วินาที" เป็นหน่วยของเวลา วัตถุที่เคลื่อนที่ซึ่งครอบคลุมระยะทางมากที่สุดสำหรับแต่ละหน่วยเวลาจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นหรือมีความเร็วสูงกว่า วัตถุที่เคลื่อนที่จะบอกว่าจะเร่งความเร็วเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงความเร็ว ความเร่งถูกวัดเป็นเมตรต่อวินาทีกำลังสองหรือ m / s² ดังนั้นรถที่เร่งความเร็วที่ 15 m / s²จึงเพิ่มความเร็วในอัตรา 15 เมตรต่อวินาทีทุกวินาทีที่มันเคลื่อนที่
ความเข้าใจผิด
ในภาษาทั่วไปทุกวันเรามักใช้คำว่า speed และ speed โดยไม่ตั้งใจ แต่ในทางฟิสิกส์ความเร็วจะถูกจัดเป็นปริมาณเวกเตอร์ในขณะที่ความเร็วเป็นปริมาณสเกลาร์ ความแตกต่างคือปริมาณเวกเตอร์มีคำอธิบายทิศทาง ดังนั้น "10 m / s North" คือการวัดความเร็วในขณะที่ "10 m / s" เป็นการวัดความเร็ว นอกจากนี้ความเร่งคือปริมาณเวกเตอร์และในการเร่งเชิงเส้นวัตถุต้องเคลื่อนที่ในขณะเคลื่อนที่ในทิศทางเดียว
นอกจากนี้การเร่งความเร็วตามที่ใช้ในวิชาฟิสิกส์ไม่ได้หมายความว่าจะเป็นการเพิ่มความเร็ว คำจำกัดความของ "อัตราการเปลี่ยนแปลง" รวมถึงการลดปริมาณเช่นกัน จากนั้นความเร่งอาจเป็นจำนวนลบ การวัด "-10 m / s²" หมายความว่าวัตถุที่เคลื่อนที่ช้าลงที่ 10 m / s สำหรับการเคลื่อนที่ทุกวินาที
การคำนวณ
แนวคิดของการเร่งความเร็วเป็นส่วนหนึ่งของกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตันซึ่งบอกว่าแรงที่กระทำกับวัตถุนั้นเท่ากับมวลของมันคูณด้วยความเร่ง มันแสดงในสมการ F = m หนึ่ง โดยที่ "F" เป็นสัญลักษณ์ของแรง "m" สำหรับมวลและ "a" สำหรับการเร่งความเร็ว หากทราบแรงกระทำที่กระทำกับวัตถุและมวลของวัตถุความเร่งสามารถกำหนดได้โดยการหารแรงโดยมวล: a = F / m
อีกวิธีในการคำนวณความเร่งคือการหาผลต่างของความเร็วและหารด้วยความแตกต่างของเวลา: a = dv / dt โดยที่ "dv" คือความแตกต่างของความเร็ว "(v2 - v1) และ" dt " ตัวอย่างเช่นหากรถที่เหลือเริ่มเคลื่อนที่และถึงความเร็ว 20 m / s ใน 10 วินาทีการเร่งความเร็วจะเป็น 2 m / s² (20 เมตรต่อวินาที - 0 เมตรต่อวินาที / 10 วินาที - 0 วินาที)
การเคลื่อนไหวแบบวงกลม
การเร่งความเร็วเชิงเส้นใช้เฉพาะในบริบทของการเคลื่อนที่เชิงเส้นซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ตามแนวเส้นตรง แต่วัตถุก็สามารถเคลื่อนที่และเร่งความเร็วได้ในวิธีอื่น เนื่องจากการวัดความเร่งเปลี่ยนแปลงความเร็วและความเร็วรวมถึงทิศทางการเปลี่ยนแปลงในทิศทางจึงถูกเรียกว่าการเร่งความเร็ว ตัวอย่างเช่นหากรถเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องที่ 20 ม. / วินาทีบนถนนเส้นตรงเข้าโค้งทันทีรถคันนี้กำลังเร่งความเร็วขณะเคลื่อนที่ไปตามโค้งแม้ว่าความเร็วจะไม่เปลี่ยนแปลงก็ตาม ความเร่งที่ผู้ขับขี่รู้สึกว่าเรียกว่า "การเร่งแบบเป็นวงกลม"
ใบสมัคร
เป็นส่วนหนึ่งของกฎพื้นฐานของฟิสิกส์หลักการของการเร่งความเร็วเชิงเส้นถูกใช้ในหลายสาขาตั้งแต่วิศวกรรมไปจนถึงดาราศาสตร์ ตัวอย่างที่น่าสังเกตคือเครื่องจักรที่ใช้โดยองค์การอวกาศและการบินแห่งชาติ (NASA) ที่เรียกว่าเครื่องมือวัดมวลการเร่งความเร็วเชิงเส้นพื้นที่เชิงเส้นหรือ SLAMMD เครื่องนี้ใช้เพื่อวัดมวลของนักบินอวกาศในวงโคจร หลักการโดยนัยคือกฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตัน แต่คราวนี้มวลถูกกำหนดโดยการหารแรงด้วยการเร่งความเร็ว: m = F / a