شتاب ( Acceleration)
اجسام درحال حرکت می توانند دارای سرعت متغییر و یا ثابت باشند . حرکتی که سرعت آن تغییر می کند حرکت شتاب دار بوده و نرخ زمانی تغییرات سرعت را شتاب جسم می گویند و آنرا با ( a) نشان می دهند .
اگر سرعت جسم رو به افزایش باشد شتاب جسم مثبت خواهد بود .
اگر سرعت جسم ثابت باشد شتاب آن صفر می باشد و اگر سرعت جسم کاهش یابد شتاب جسم منفی می شود .
بعنوان مثال اتومبیلی که در حال ترمز گرفتن و یا کاهش سرعت می باشد در این حالت دارای یک شتاب منفی خواهد بود .
مقدار شتاب جسم در هنگام حرکت آن می تواند تغییر کند و یا ثابت باشد . یکی از نمونه های حرکت با شتاب ثابت همان سقوط آزاد اجسام تحت تاثیر شتاب ثابت جاذبه زمین می باشد . مقدار شتاب متوسط حرکت یک جسم که درفاصله زمانی سرعت آن باندازه تغییر کرده باشد را می توان از رابطه زیر تعیین کرد :

 

 

 

اگر این تغییرات سرعت در فاصله زمانی خیلی کوچک رخ دهد یعنی زمانی که بسمت صفر میل نماید آنگاه مقدار شتاب فوق بیان کننده شتاب لحظه ای حرکت جسم خواهد بود و بصورت ریاضی زیر بیان می شود :

 

 

 

 

 

 

 

 

یعنی سرعت لحظه ای برابر است با مشتق جابجایی نسبت به زمان . در اینصورت برای تعیین سرعت لحظه ای و شتاب لحظه ای حرکت یک جسم ، می بایستی تابع حرکت جسم برحسب زمان موجود باشد .
همانگونه که قبلاً ذکر گردید یکی از نمونه های حرکت با شتاب ثابت ، همان سقوط آزاد اجسام تحت شتاب ثابت جاذبه زمین است .
جسمی را درنظر بگیرید که از ارتفاع h از سطح زمین رها می شود یعنی سرعت اولیه آن صفر است (V1=0) .
این جسم تحت تاثیر شتاب جاذبه زمین ( g) به سمت پایین حرکت کرده و بعد از مدت زمان tبه سطح زمین می رسد .سرعت جسم هنگام رسیدن به سطح زمین را V2 درنظر بگیرید .
رابطه شتاب متوسط در این حالت بصورت زیر ساده می شود .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ملاحظه می گردد که درتساوی ( e) و یا ( f) هیچگونه اشاره ای به ابعاد جسم یا جرم آن نشده است .
زیرا این روابط وقتی صادقند که جسم را در یک محیط کاملاً خلاء رها نماییم .
بعبارت دیگر مسئله اصطکاک بین جسم با هر ماده دیگری مانند هوا وجود نداشته باشد.
دراینصورت است که اگر یک پر و یک توپ سنگین را از یک ارتفاع مشخص آزاد نمائیم هر دو با هم به سطح زمین خواهند رسید .
این مسئله در حالیکه حتی هوا وجود داشته باشد و باعث بوجود آمدن اصطکاک گردد ، رخ نخواهد داد.

Joomla templates by a4joomla