運動學:描述運動
加速度
加速度是「速度變化得多快」——汽車加速時把你壓進座椅的感覺,以及急煞時往前一頓的那一下。日常口語裡「加速」指變快,但在物理裡它指速度的任何改變:變快、變慢,或轉向。它回答的是:速度本身變化得多快?
精確地說,加速度是速度的變化率,而且是向量。平均加速度是速度的變化量除以時間:a = delta v / delta t(Δv/Δt)。瞬時加速度是把間隔縮到零時的極限,即導數 dv/dt(也是位置的二階導數)。它的 SI 單位是公尺每平方秒(m/s^2)——每秒鐘速度(m/s)改變多少。若加速度與速度同向,物體變快;若反向,則變慢。
因為加速度追蹤的是速度的變化,而速度有方向,所以物體即使速率不變也能有加速度:以穩定步調轉彎就是加速,因為速度的方向在變。這也是為什麼在物理裡「變慢」不是叫做減速的另一個概念——它就是方向與運動相反的加速度。加速度也是力所控制的量:牛頓第二定律說淨力等於質量乘以加速度,F_net = m a。
一輛車在 5 秒內從 0 加到 20 m/s。它的平均加速度是(20 − 0)/ 5 = 4 m/s^2——速度每秒增加 4 m/s。若改成在 4 秒內從 20 m/s 煞到 0,a =(0 − 20)/ 4 = -5 m/s^2,是與運動相反的加速度。
同向加速度讓你變快;與運動相反的加速度讓你變慢。
負加速度不一定代表變慢,它只代表加速度指向負方向。物體到底變快還是變慢,取決於它與速度是同向還是反向。
又稱
另見