Як позначаються в фізиці прискорення різних видів руху й взаємодії тіл?

У такий точної науки, як фізика, важливо знати правильні позначення різних фізичних величин. Стандартні позначення дозволяють уникнути багатьох помилок при вирішенні завдань, а також сприяють запам’ятовуванню формул. Розглянемо у статті, як позначається у фізиці прискорення.

Визначення прискорення

Якою буквою позначається прискорення у фізиці? Відповісти на це питання не можна однозначно, оскільки існують різні типи прискорення, що застосовуються для різних видів руху й взаємодії. Для початку наведемо визначення прискорення. Під ним розуміють таку величину, яка відображає зміну швидкості в часі. Математично прийнято це визначення записувати наступним чином:

a = dv/dt

Тобто прискорення — це перша похідна від швидкості за часом. Формула також демонструє, як позначається прискорення у фізиці. Дійсно, в загальному випадку його позначають латинською буквою a, де межа вказує на те, що дана величина є векторною.

Прискорення також позначається як a у другому законі Ньютона:

F = m*a

Тим не менше, існують специфічні типи руху і види взаємодії, для яких використовують свої символи для позначення прискорення. Розглянемо їх.

Тангенціальне і нормальне прискорення

Кожен школяр, який знайомий з поняттям прискорення, знає, що у разі криволінійного переміщення воно може бути представлене у вигляді векторної суми двох компонент: стосовного і доцентровий прискорення. Перше-описує зміна модуля швидкості і направлена по дотичній до траєкторії переміщення тіла, друге ж з’являється тому, що швидкість змінює свій напрямок. Центростремительное прискорення, як свідчить його назва, направлено до центру кривизни в даній точці траєкторії.

Як позначаються в фізиці прискорення повного компоненти? Їх прийнято позначати також латинською буквою a, але з відповідним нижнім індексом t — тангенціальне або c — центростремительное. Замість c також може бути використаний індекс n — нормальне, оскільки вона спрямована по нормалі до дотичної в точці траєкторії. Повне прискорення a через компоненти at і an розраховується так:

a = √(at2 + an2)

Кутове прискорення

Це специфічний вид прискорення, який зручно використовувати при вирішенні кінематичних і динамічних рівнянь обертального руху тіл і їх систем. Згідно з визначенням, кутове прискорення описує швидкість зміни кутової швидкості, тобто:

α = dω/dt

З формули видно, як у фізиці позначається кутове прискорення. Для нього використовують грецький аналог латинської букви a, тобто букву α (альфа). Тим не менш, в деяких завданнях можна зустріти букву ε (епсилон) для позначення розглянутої величини.

Кутове прискорення можна пов’язати тільки з лінійним тангенціальним прискоренням, що відображає наведена нижче формула:

at = α*r

Тут r — радіус кола обертання. Ця формула означає, що величина α, так само як величина at, описує абсолютна зміна швидкості. Вимірюється α в радіанах в секунду квадратну (рад/с2).

Формули зв’язку між кутовим і нормальним прискоренням не існує огляду на відмінності у фізичному сенсі цих величин.

Прискорення під дією гравітаційної сили

Кожен школяр знає, як розраховувати силу тяжіння або вага тіла. Виконуються обчислення за такою формулою:

F = P = m*g

Тут F і P — сила тяжіння і вага тіла відповідно. Величина g є прискоренням вільного падіння. Знаючи тепер, як позначається прискорення вільного падіння у фізиці, зазначимо, що латинська літера g була обрана тому, що в латинській мові слово «гравітація» починається з неї (gravitas). До речі, літера a для повного та інших видів прискорення була вибрана з тієї ж причини (acceleratio з лат. означає «прискорення»).

Прискорення g на відміну від інших розглянутих видів прискорення є величиною постійною для даної планети поблизу її поверхні. Наприклад, для Землі g = 9,81 м/с2, для Місяця — 1,62 м/с2, а для Марса — 3,711 м/с2. Ця величина прямо пропорційна масі планети і обернено пропорційна квадрату її радіуса.

Чому величину g не позначають буквою a?

Докладно розібравшись з питанням, як позначається прискорення у фізиці, буде цікаво також дізнатися відповідь на питання даного пункту. Він більш ніж очевидний: g не позначають буквою a тому, що вона є константою в постійному гравітаційному полі. Більш того, літера g відображає природу походження цього прискорення.

Що стосується позначення a, то воно відображає змінний характер механічного руху. Причиною його появи може бути абсолютно будь-яка сила, крім сили тяжіння. Наприклад, це сила струму двигуна, який розкручує колеса автомобіля, або сила натягу нитки, створює центростремительное прискорення при обертанні з тілом на її кінці. Також це може бути сила тертя сила пружності.

Різні позначення a і g зручно використовувати при вирішенні завдань на підйом і падіння тел. Наприклад, у випадку підйому ракети або літаки обидва прискорення використовуються для обчислення ваги пілотів і пасажирів.