L'acceleració en la dinàmica i la cinemàtica és una magnitud física que determina el canvi en la velocitat d'un objecte. Al sistema internacional d'unitats hem d'expressar el valor d'aquesta magnitud en metres per segon al quadrat (m/s²).
Als càlculs de cinemàtica és important establir un sistema de referència. La velocitat d'una persona caminant dins un tren no és la mateixa per un observador situat dins el tren que per un observador situat a l'andana. El sistema de referència és la posició de lobservador.
Definició d'acceleració física
L‟acceleració es defineix com el canvi de velocitat d‟un objecte en un interval de temps donat.
Pot ser positiva, negativa o nul·la, cosa que significa que un objecte pot estar accelerant (augmentant la velocitat), desaccelerant (disminuint-ne la velocitat) o mantenint una velocitat constant. L'acceleració positiva es produeix quan un objecte es mou més ràpid amb el temps, mentre que l'acceleració negativa es produeix quan en disminueix la velocitat.
Característiques de l'acceleració
A continuació, es detallen algunes de les característiques clau de l'acceleració:
-
Quantitat vectorial: L'acceleració és una quantitat vectorial, cosa que significa que té magnitud i adreça. Això implica que pot canviar en direcció a més de magnitud, cosa que es tradueix en canvis en la velocitat.
-
Unitat de mesura: Al Sistema Internacional d'Unitats (SI), la unitat de mesura de l'acceleració és el metre per segon quadrat (m/s²). Aquesta unitat expressa quants metres per segon canvia la velocitat dun objecte cada segon.
-
Relació amb la força: L'acceleració està relacionada amb la força que actua sobre un objecte. D'acord amb la segona llei de Newton, la força neta aplicada a un objecte és igual al producte de la massa i l'acceleració (F = m * a). Com més gran sigui la força aplicada, més gran serà l'acceleració resultant.
-
Causes de l'acceleració: L'acceleració pot ésser causada per diverses forces i factors. Algunes de les causes comunes de lacceleració inclouen laplicació duna força externa, la gravetat, la fricció, la resistència de laire i altres interaccions físiques. La dinàmica és la branca de la física que s?encarrega d?estudiar les causes que provoquen una acceleració en un objecte. En particular, l'acceleració té un paper fonamental a les lleis de Newton.
Tipus d'acceleració
L'acceleració es pot manifestar de diverses maneres segons les condicions i el context. A continuació, es presenten alguns tipus més comuns d'acceleració:
1. Acceleració lineal
L'acceleració lineal fa referència al canvi en la velocitat d'un objecte en una direcció específica al llarg d'una línia recta. Pot ser positiva, negativa o nul·la depenent de si la velocitat augmenta, disminueix o es manté constant respectivament.
2. Acceleracions tangencial i centrípeta
Quan un objecte es mou al llarg d'una trajectòria corba, experimenta canvis en la velocitat en la direcció tangencial a la corba. El vector de l'acceleració d'un cos pot tenir una adreça diferent de la velocitat amb què es mou. Aquest vector es pot dividir en dos components: la tangencial i la normal.
L'acceleració tangencial és una forma específica d'acceleració lineal que provoca un canvi a la velocitat d'un objecte. Aquest component té una adreça tangencial al moviment.
D'altra banda, l'acceleració normal té una adreça perpendicular al moviment del cos i apunta cap al centre del moviment circular. El component normal de l'acceleració és el que provoca el canvi de direcció generant la curvatura de la trajectòria.
4. Acceleració angular
L'acceleració angular es relaciona amb el canvi a la velocitat angular d'un objecte en moviment rotatiu.
Es mesura en radians per segon quadrat (rad/s²) i pot ser positiva o negativa, depenent de si la velocitat angular augmenta o disminueix amb el temps.
5. Acceleració gravitatòria
L'acceleració gravitatòria es refereix a l'acceleració deguda a la gravetat a la superfície de la Terra oa la proximitat d'altres cossos celestes.
A la Terra aquesta acceleració es coneix com l'acceleració de la gravetat i té un valor aproximat de 9.81 m/s² i actua cap avall.
6. Acceleració relativa
L'acceleració relativa fa referència a l'acceleració d'un objecte en relació amb un altre objecte en moviment. Pot passar quan dos objectes es mouen un respecte a l'altre i experimenten acceleracions relatives a diferents direccions.
Un exemple comú d‟acceleració relativa és la sensació d‟acceleració que experimentes en muntar en un automòbil que arrenca des del repòs. Des de la perspectiva de l'automòbil, estàs accelerant cap enrere, mentre que des de la teva pròpia perspectiva sents que estàs accelerant cap endavant.
7. Acceleració de Coriolis
L'acceleració de Coriolis és un tipus d'acceleració que es manifesta en objectes que es mouen en un sistema de referència no inercial, com ara la rotació de la Terra.
Aquesta acceleració és responsable d'efectes com ara la desviació dels vents i els corrents oceànics, així com la rotació de la Terra al voltant del seu eix.
