Pētot fizikā ķermeņu mehānisko kustību telpā, tie vienmēr ņem vērā no tā izrietošo paātrinājumu. Rakstā aplūkosim, kas ir paātrinājums un kā tas tiek apzīmēts fizikā, kā arī atrisināsim vienkāršu uzdevumu, lai aprēķinātu šo vērtību.
Kas ir paātrinājums un kādi ir tā veidi?
Zem paātrinājuma saprot vērtību, kuras nozīme ir ķermeņa ātruma maiņas ātrums. Matemātiski šī definīcija ir uzrakstīta šādi:
a=dv/dt.
Ja ir zināma ātruma laika funkcija, tad pietiek atrast tās pirmo atvasinājumu, lai aprēķinātu paātrinājumu noteiktā laikā.
Fizikā paātrinājuma burts ir latīņu mazais burts a. Tomēr tas ir tā sauktais lineārais paātrinājums, ko mēra vienībās m/s2. Papildus tam ir arī leņķiskais paātrinājums. Tas parāda leņķiskā ātruma izmaiņas un ir izteikts vienībās rad/s2. Šo paātrinājuma veidu apzīmē ar grieķu mazo burtu α (alfa). Dažkārtlai to apzīmētu, tiek lietots burts ε (epsilons).
Ja ķermenis pārvietojas pa izliektu trajektoriju, tad kopējais paātrinājums tiek sadalīts divās komponentēs: tangenciālajā (nosaka ātruma izmaiņas lielumā) un normālā (nosaka ātruma izmaiņas virzienā). Šos paātrinājuma veidus apzīmē arī ar burtiem a, bet izmantojot atbilstošos rādītājus: at un a. Normālo bieži sauc par centripetālo, un tangenciālo bieži sauc par tangensu.
Beidzot ir vēl viens paātrinājuma veids, kas rodas, kad ķermeņi brīvi krīt planētas gravitācijas laukā. To apzīmē ar burtu g.
Problēma fizikā paātrinājumam
Ir zināms, ka ķermenis kustas taisnā līnijā. Tā ātrumu laika gaitā nosaka šāds likums:
v=2t2-t+4.
Ir jāaprēķina paātrinājums, kāds ķermenim būs laikā t=2,5 sekundes.
Sekojot a definīcijai, mēs iegūstam:
a=dv/dt=4t - 1.
Tas ir, vērtība a ir lineāri atkarīga no laika. Interesanti atzīmēt, ka sākotnējā brīdī (t=0) paātrinājums bija negatīvs, tas ir, vērsts pret ātruma vektoru. Mēs iegūstam atbildi uz problēmu, šajā vienādojumā aizstājot t=2,5 sekundes: a=9 m/s2.
