شتاب

نسبت سرعت بر زمان

شتاب (به انگلیسی: Acceleration) عبارت است از نسبت تغییرات سرعت به زمان.[۱] در یک بُعد دیگر ، شتاب عبارت است از میزان افزایش یا کاهش سرعت یک جسم در واحد زمان. از آنجایی که سرعت یک کمیّت برداری است، پس شتاب باید نشان دهندهٔ میزان تغییر بزرگی و جهت سرعت باشد. به زبان ساده، شتاب یک کمیت برداری است.[۲][۳] بُعد شتاب

به لحاظ نموداری، شتاب برابر شیب خط مماس بر نمودار سرعت - زمان است

LT است و در سامانهٔ استاندارد بین‌المللی یکاها، یکای آن متر بر مجذور ثانیه است. نسبت تغییرات سرعت به زمان این تغییرات را شتاب گویند. در مبحث شتاب زاویه ای هم نسبت تغییرات سرعت زاویه ای به زمان این تغییرات را شتاب زاویه ای گویند.

تعاریف و خصوصیات شتابویرایش

شتاب متوسطویرایش

شتاب متوسط a جسمی که طی زمان t سرعتش از vi(سرعت اولیه) به vf(سرعت نهایی) تغییر می‌کند. شتاب متوسط از فرمول زیر بدست می‌آید.

a = (vf - vi)/t.
یا
a=f/m
شتاب = نیرو / جرم
که واحد شتاب در این جا به n/kg تغیر می کند و واحد نیرو n و واحد جرم kgاست
نکته:
واحد m/s2 برابر است با n/kg

شتاب لحظه‌ایویرایش

بردار شتاب لحظه‌ای a جسمی که موقعیتش در زمان t به‌وسیله (f(t نشان داده شده به صورت زیر می‌باشد.

a = d۲x/dt۲

شتاب مشتق درجه دو از مکان نسبت به زمان است.

واحدهاویرایش

بُعد شتاب، بُعد سرعت (L/T) تقسیم بر زمان است، یعنی L/T2. واحد شتاب در SI، متر بر مجذور ثانیه (m/s۲) است.

اَشکال دیگرویرایش

جسمی که در حال حرکت در یک مسیر دایره‌ای است، مانند یک ماهواره که در مدار زمین حرکت می‌کند، به دلیل تغییر جهت حرکت، شتاب دارد، اگرچه اندازه سرعت ممکن است ثابت باشد.

وقتی که جسمی به‌گونه‌ای حرکت کند که تغییر جهت داشته باشد اما سرعت آن تغییر نکند، گفته می‌شود که تحت شتاب مرکزگرا (جانب مرکز) قرار گرفته‌است.

اگر سرعت جسمی تغییر کند اما جهت حرکتش تغییر نکند، دارای شتاب مماسی است.

عامل شتابویرایش

طبق قانون نیوتون : نیرو باعث تغییر سرعت و ایجاد شتاب می‌شود.

به نوعی دیگر می توان بیان کرد برای ایجاد شتاب در حرکت باید یا تغییر سرعت یا تغییر جهت داشته باشیم .

منابعویرایش

  1. Crew, Henry (2008). The Principles of Mechanics. BiblioBazaar, LLC. p. 43. ISBN 0-559-36871-2.
  2. Bondi, Hermann (1980). Relativity and Common Sense. Courier Dover Publications. pp. 3. ISBN 0-486-24021-5.
  3. Lehrman, Robert L. (1998). Physics the Easy Way. Barron's Educational Series. pp. 27. ISBN 0-7641-0236-2.
  • Physics: Principles with Applications by Douglas C. Giancoli, Publisher: Prentice Hall, ۲۰۰۴
  • Fundamentals of Physics by David Halliday, Publisher: Wiley, ۲۰۰۷

شتاب برابر خط مماس است