فرادرس
شتاب چیست؟ — به زبان ساده
به میزان تغییر سرعت در واحد زمان، شتاب گفته می‌شود. در این آموزش قصد داریم تا با مفهوم شتاب به زبان ساده آشنا شویم.
در واقع هرگاه یکی از حالات زیر برای سرعت اتفاق بیافتد، شتاب وجود خواهد داشت.
- افزایش سرعت
- کاهش سرعت
- تغییر جهت سرعت
توجه داشته باشید که شتاب برابر با نرخ تغییرات سرعت است. با توجه به نسبی بودن سرعت، می‌توان نتیجه گرفت که شتاب نیز کمیتی نسبی است. معمولا واحد شتاب، بر حسب $$m \over s^2$$ بیان می‌شود. برای درک بیشتر این واحد، به مثال زیر توجه کنید.
مثال ۱
یوسین بولت، دونده جامائیکایی، در فینال مسابقات المپیک ۲۰۱۲ لندن، با شتاب $$۶{m \over s^2}$$ شروع به استارت زدن کرد. با فرض اینکه او ۲ ثانیه با همین شتاب بدود، سرعت وی چقدر خواهد شد؟
شتاب ۶ متر بر مجذور ثانیه، یه این معنا است که در هر ثانیه سرعت او ۶ متر بر ثانیه زیاد می‌شود، بنابراین سرعت وی پس از ۲ ثانیه برابر با ۱۲=۶×۲ خواهد بود.
جالب است بدانید که اگر وی می‌توانست فقط ۱۰ ثانیه با این شتاب بدود، سرعت او به 216 کیلومتر در ساعت می‌رسید!
مثال ۲
فرض کنید که سوار دوچرخه‌اید و با سرعت ۱۰ متر بر ثانیه، در حال حرکت هستید. ناگهان سرعت خود را در مدت زمان ۲ ثانیه به ۱۴ متر بر ثانیه افزایش می‌دهید. شتاب شما در طی این افزایشِ سرعت، چقدر است؟
با استفاده از فرمول شتاب داریم:
$$a={(V_2-V_1) \over t}={(14-10) \over 2}=2 \enspace m/s^2$$
مثال ۳
در حال رانندگی با سرعت ۷ متر بر ثانیه هستید. ناگهان پلیس جلوی شما را گرفته و خودرویتان در عرض ۲ ثانیه می‌ایستد. شتاب شما در این توقف چقدر است؟
$$a={(V_2-V_1) \over t}={(۰-۷) \over 2}=-۳.۵ \enspace m/s^2$$
توجه داشته باشید که شتاب نیز همانند سرعت، کمیتی برداری است. در مثال بالا شتاب منفی به این معنا است که با گذشت زمان، سرعت کاهش می‌یابد.
سقوط آزاد یک چترباز را تصور کنید. هنگامی که وی از هواپیما خارج می‌شود، سرعت او به تدریج افزایش می‌یابد، تا جایی که نیروی اصطکاک و گرانش با هم برابر شده و شتاب صفر می‌شود. به دلیل شتاب صفر، دیگر سرعت وی افزایش نخواهد یافت. نمودار زیر تغییرات شتاب به هنگام سقوط یک جسم، درون هوا را نشان می‌دهد.
همان‌طور که در نمودار بالا نیز مشاهده می‌شود، پس از گذشت ۳۰ ثانیه، شتاب جسم صفر شده است.
در صورتی که مطلب بالا برایتان مفید بوده، احتمالا می‌توانید از آموزش‌های زیر نیز بهره‌مند شوید.
سلام. مطلب خوبی بود ممنونم. میخواستم بدونم تفاوت بین علامت مثبت و منفی سرعت و شتاب چی هستش؟ وقتی شتاب مثبته یعنی سرعت در هر ثانیه مثلا nتا زیاد میشه تا به یه سرعت خاصی مثل v برسه. اما شتاب منفی چطور؟ مثلا هر ثانیه n تا از سرعت کم میشه تا به چند برسه؟ به صفر؟ و حتی می‌تونه به منفی هم برسه؟ مفهوم منفی شدن سرعت رو نمی‌فهمم!
با سلام؛
علامت مثبت و منفی سرعت به جهت حرکت و جهت مثبت قراردادی بستگی دارد. به عنوان مثال، فرض کنید جهت راست را مثبت در نظر میگیریم. در این صورت اگر جسم به سمت راست حرکت کند، سرعت آن مثبت و به سمت چپ حرکت کند سرعت آن منفی خواهد بود. اگر شتاب منفی باشد، در هر ثانیه، مقدار مشخصی از سرعت جسم کاسته می‌شود و پس از زمان مشخصی سرعت منفی، یا جهت حرکت جسم تغییر می‌کند.
با تشکر از همراهی شما با مجله فرادرس
تغییر جهت چرا شتاب داره سرعت که ثابته
اون خم شدن بدن موقع تغییر سرعت شتابه ؟ یا قانون اول
مفهوم مثبت بودن و منفی بودن توی فیزیک مربوط به جهت و نوع و… هستش. اون چیزی نیست که ما توی زندگی روزمره مد نظر داریم. مثلا نیروی منفی نیرویی هست که در خلاف جهت حرکت وارد میشه.
سلام
وقتی شتاب صفر است لزوما جسم بدون حرکت است و اگر نه مثال بزنید. با توجه به اینکه شتاب را تغییر سرعت میگیریم سرعت در طول یک زمان میتواند ثابت و بی شتاب بماند بدون اینکه صفر باشد!
سلام و روز شما به خیر؛
شتاب برابر با تغییرات سرعت است پس ماشینی که با سرعت ثابت 40 کیلومتر بر ساعت از لحظه 1 تا n حرکت می‌کند شتابی برابر با صفر دارد، زیرا در این حالت تغییرات سرعت صفر است.
از اینکه با فرادرس همراه هستید خرسندیم.
حرکت زمین به دور خود یک حرکت ثابت و بدون شتاب است.
با سلام و خسته نباشید من میخواستم بدونم که که منظور از متر بر روی مجذور ثانیه چیست
سلام و روز شما به خیر؛
اگر به رابطه شتاب دقت کنید خواهید دید که این کمیت برابر با مشتق دوم مکان بر حسب زمان است. واحد مکان متر است و واحد زمان ثانیه است. بدین ترتیب به مفهوم متر بر مجذور ثانیه یا تانیه به توان ۲ پی می‌بریم.
اضافه کردن این نکته ضروری است که این واحد را از روش‌های دیگر مانند قانون دوم نیوتن نیز می‌توان به دست آورد و بررسی کرد.
از اینکه با فرادرس همراه هستید خرسندیم.
سلام حرکت زمین بدور خودش چون دایره ای هست و هر لحظه در حرکت دایره ای جهت تغییر می‌کند پس حرکت شتابدار هست نه بدون شتاب