Паскарэнне

З Вікіпедыя.

Перайсці да: рух, знайсці

Паскарэнне – фізічная вектарная велічыня, якая характарызуе, наколькі хутка цела (матэрыяльны пункт) змяняе хуткасць свайго руху. Паскарэнне з'яўляецца важнай кінематычнай характарыстыкай матэрыяльнага пункта.

[правіць] Сярэдняе і імгненнае паскарэнне

Сярэдняе паскарэнне матэрыяльнага пункта на некаторым адрэзку часу – гэта адносіна змянення яго хуткасці, што адбылося за гэты час, да працягласці гэтага адрэзку:

<\vec a> = \frac {\Delta \vec v} {\Delta t}

Імгненнае паскарэнне матэрыяльнага пункта ў некаторы момант часу – гэта ліміт яго сярэдняга паскарэння пры \Delta t \to 0. Маючы на ўвазе вызначэнне вытворчай функцыі, імгненнае паскарэнне можна вызначыць як вытворчую ад хуткасці па часе:

\vec a = \frac {d\vec v} {dt}

[правіць] Тангенцыяльнае і нармальнае паскарэнне

Калі запісаць хуткасць як \vec v = v\hat \tau, дзе \hat \tauорт датычнай да траекторыі руху, то (у двухмернай сістэме каардынат):

\vec a = \frac {d(v\hat \tau)} {dt} = \frac {dv} {dt} \hat \tau + \frac {d\hat \tau} {dt} v = \frac {dv} {dt} \hat \tau + \frac {d(\cos\theta\vec i + sin\theta \vec j)} {dt} v = \frac {dv} {dt} \hat \tau + (-sin\theta \frac {d\theta} {dt} \vec i + cos\theta \frac {d\theta} {dt} \vec j)) v = \frac {dv} {dt} \hat \tau + \frac {d\theta} {dt} v \hat n,

дзе θ - вугал між вектарам хуткасці і оссю абсцыс; \hat n - орт нармалі да хуткасці.

Такім чынам,

\vec a = \vec a_{\tau} + \vec a_n,

дзе \vec a_{\tau} = \frac {dv} {dt}  \hat \tau - тангенцыяльнае паскарэнне, \vec a_n = \frac {d\theta} {dt} v  \hat n - нармальнае паскарэнне.

Улічваючы, што вектар хуткасці накіраваны па датычнай да траекторыі руху, то \hat n – гэта орт нармалі да траекторыі руху, які накіраваны да цэнтра крывізны траекторыі. Такім чынам, нармальнае паскарэнне накіравана да цэнтра крывізны траекторыі, у той час як тангенцыяльнае – па датычнай да яе. Тангенцыяльнае паскарэнне характарызуе хуткасць змены велічыні хуткасці, у той час як нармальнае характарызуе хуткасць змены яе напрамку.

Рух па крывалінейнай траекторыі ў кожны момант часу можна прадставіць як вярчэнне вакол цэнтра крывізны траекторыі з вуглавой хуткасцю \omega = \frac v r, дзе r – радыус крывізны траекторыі. У такім разе

a_{n} = \omega v = {\omega}^2 r = \frac {v^2} r

[правіць] Вымярэнне паскарэння

Паскарэнне вымяраецца ў метрах (падзеленых) на секунду ў другой ступені (м/с2). Велічыня паскарэння вызначае, наколькі зменіцца хуткасць цела за адзінку часу, калі яно будзе пастаянна рухацца з такім паскарэннем. Напрыклад, цела, што рухаецца з паскарэннем 1 м/с2 за кожную секунду змяняе сваю хуткасць на 1 м/с.