Velocità e accelerazione descrivono entrambi il movimento, ma c'è una differenza importante tra i due. Se stai studiando fisica a livello scolastico o universitario, capire le differenze tra loro è essenziale. Capire cosa significa velocità porta a capire cosa significa accelerazione perché mentre la velocità è il tasso di cambiamento di posizione, l'accelerazione è il tasso di cambiamento di velocità. Se stai viaggiando ad un ritmo costante, hai velocità ma non accelerazione, ma se stai viaggiando e il ritmo sta cambiando, hai velocità e accelerazione.

TL; DR (Troppo lungo; Didn ' t Read)

La velocità è il tasso di variazione della posizione rispetto al tempo, mentre l'accelerazione è il tasso di variazione della velocità. Entrambe sono quantità vettoriali (e quindi hanno anche una direzione specificata), ma le unità di velocità sono metri al secondo mentre le unità di accelerazione sono metri al secondo al quadrato.

Che cos'è la velocità?

Il tasso di variazione della tua posizione nel tempo definisce la tua velocità. Nel linguaggio quotidiano, la velocità significa la stessa cosa della velocità. Tuttavia, in fisica, c'è un'importante distinzione tra i due termini. La velocità è una quantità "scalare" e viene misurata in unità di distanza /tempo, quindi in metri al secondo o miglia all'ora. La velocità è una quantità di "vettore", quindi ha sia una grandezza (la velocità) che una direzione. Tecnicamente, dire che stai viaggiando a 5 metri al secondo è una velocità e dire che stai viaggiando a 5 metri al secondo verso nord è una velocità, perché anche quest'ultima ha una direzione.

La formula per velocità è:

Velocità = distanza percorsa ÷ tempo impiegato

Nel linguaggio del calcolo, può essere definito più precisamente come il tasso di cambio di posizione rispetto a il tempo e così è dato dalla derivata dell'equazione per la posizione rispetto al tempo.

Cos'è l'accelerazione?

L'accelerazione è il tasso di variazione della velocità nel tempo. Come la velocità, questa è una quantità vettoriale che ha una direzione e una grandezza. Un aumento della velocità viene comunemente chiamato accelerazione mentre una diminuzione della velocità viene talvolta definita decelerazione. Tecnicamente, poiché la velocità include sia una direzione che una velocità, un cambio di direzione a una velocità costante è ancora considerato accelerazione. L'accelerazione può essere definita semplicemente come:

Accelerazione = variazione di velocità ÷ tempo impiegato per la velocità di modifica

L'accelerazione ha unità di distanza /tempo al quadrato - ad esempio, metri /second ^2.

Nel linguaggio del calcolo, questo è più precisamente definito come il tasso di variazione della velocità rispetto al tempo, quindi si trova prendendo la derivata dell'espressione per la velocità con rispetto a tempo. In alternativa, puoi trovarlo prendendo la seconda derivata dell'espressione per la posizione rispetto al tempo.

Accelerazione costante rispetto a velocità costante

Viaggiare con una velocità costante significa che stai andando a la stessa velocità nella stessa direzione continuamente. Se hai una velocità costante, significa che hai zero accelerazioni. Puoi immaginarlo mentre percorri una strada dritta ma mantenendo il tuo tachimetro sullo stesso valore.

Un'accelerazione costante è molto diversa. Se viaggi con un'accelerazione costante, la tua velocità cambia sempre, ma cambia di una quantità costante al secondo. L'accelerazione dovuta alla gravità sulla Terra ha il valore costante di 9,8 m /s ^{2, quindi puoi immaginare questo come far cadere qualcosa da un grattacielo. La velocità inizia bassa, ma aumenta di 9,8 m /s per ogni secondo in cui cade sotto gravità.}

Accelerazione e seconda legge di Newton

L'accelerazione, piuttosto che la velocità, costituisce una parte fondamentale di Newton seconda legge di movimento. L'equazione è F
= ma
, dove F
sta per forza, m
è di massa, e a
è l'accelerazione. A causa del collegamento tra velocità e accelerazione, puoi anche scrivere come forza = massa × il tasso di variazione della velocità
. Tuttavia, l'accelerazione è la caratteristica chiave qui, non la velocità.

Velocità e quantità di moto

L'equazione per la quantità di moto utilizza la velocità anziché l'accelerazione. Momentum è p
= mv
, dove p
è slancio, m
è massa, e v
è velocità. Nella seconda legge di Newton, l'accelerazione moltiplicata per la massa dà forza, mentre quando la velocità è moltiplicata per la massa, questo dà lo slancio. Le loro definizioni sono diverse e questo mostra come tali differenze portino a distinte equazioni nella pratica.