Przyspieszenie: zmiana prędkości

Zauważyliście to? Stojąc w autobusie jadącym prosto, ze stałą prędkością, bez problemu udaje nam się utrzymać równowagę... Dopiero, gdy autobus hamuje... przyspiesza... lub skręca...

zaczynamy tracić równowagę i musimy się czegoś złapać. Ciało zmieniając prędkość, przyspiesza. Zobaczcie! Autobus stoi nieruchomo. Teraz zaczyna jechać.

Kierowca delikatnie naciska pedał gazu i jedzie prosto. Po sześciu sekundach jazdy prędkość autobusu wzrosła od zera do... powiedzmy, dwunastu metrów na sekundę. Ponieważ prędkość uległa zmianie, mówimy, że autobus przyspieszył. Przyspieszenie jest wielkością, która informuje o tym jak szybko zmienia się prędkość, czyli podaje tempo zmiany prędkości.

O ile przyspiesza autobus? Czyli w jakim tempie zmienia się prędkość autobusu? Tutaj prędkość rośnie od zera do dwunastu metrów na sekundę, więc zmiana prędkości wynosi od zera do dwunastu, czyli rośnie dwanaście metrów na sekundę. A jeśli chcemy poznać tempo zmiany, potrzebny jest jeszcze czas. Czas zwiększa się od zera do sześciu sekund.

Podzielmy więc zmianę prędkości przez czas... w ten sposób otrzymujemy tempo zmiany, czyli przyspieszenie. Dwanaście podzielone przez sześć daje dwa. Ale jakich użyjemy tu jednostek? Metry na sekundę podzielone przez sekundy?

To podwójne dzielenie... Metry na sekundę... na sekundę? Tak, to właśnie jest jednostka przyspieszenia: metry na sekundę, na sekundę! Zwykle jednak zapisujemy to jako metry na sekundę do kwadratu.

Przyspieszenie to tempo zmiany prędkości mierzone w metrach na sekundę do kwadratu. Poprzednio autobus jechał prosto i zmieniał prędkość w stałym tempie. Przyspieszenie może jednak oznaczać coś innego, niż zwiększenie prędkości. Jeśli na przykład kierowca zahamuje autobus również zmienia prędkość Jest to również przyspieszenie. W życiu codziennym, gdy mówimy o przyspieszeniu, mamy na myśli wzrost prędkości.

Jednak w fizyce każda zmiana prędkości to przyspieszenie. Dlatego gdy autobus zwalnia, z 12 metrów na sekundę do np. połowy tej prędkości, zmiana prędkości wyniesie minus sześć metrów na sekundę. A jeśli ta zmiana trwała trzy sekundy, przyspieszenie wyniosło minus sześć metrów na sekundę podzielone przez trzy sekundy, co daje minus dwa metry na sekundę do kwadratu. Gdy prędkość się zmniejsza mówimy wtedy o przyspieszeniu ujemnym.

Czasem możemy spotkać się z pojęciami opóźniania lub zwalniania, używanymi zamiast pojęcia przyspieszenie ujemne. Trzymajmy się jednak pojęcia: przyspieszenie ujemne. Gdy autobus przyspiesza lub zwalnia, trzeba czegoś się złapać, aby się nie przewrócić. Przy równomiernej prędkości, gdy autobus nie przyspiesza, jest nam w miarę łatwo utrzymać równowagę. Jeśli nagle trzeba się czegoś złapać oznacza to, że zmieniła się prędkość.

Im większe tempo zmiany, tym mocniej trzeba się trzymać. Jeśli mierzymy tempo zmiany prędkości, podajemy je w metrach na sekundę do kwadratu. Jest to wynik pomiaru przyspieszenia.