Keskmine kiirendus ja hetkkiirendus Kui kiirus aja jooksul muutub, öeldakse, et kehal on kiirendus. Ka kiirendus on vektor, mis tähendab, et sirgjoonelisel liikumisel võib temagi olla positiivne või negatiivne. Ent see pole nii lihtne nagu kiiruse puhul. v Keskmine kiirendus sirgjoonelisel liikumisel on a av = t Hetkkiirenduse saame analoogiliselt hetkkiirusega, kui läheme üle piirile ehk võtame tuletise v dv a (t ) = lim = t 0 t dt Kui kiiruse ühik on ms-1, siis kiirenduse ühik on ms-2 Kui liikumine toimub x-telje positiivses suunas, mil v > 0 , siis positiivne kiirendus näitab kiiruse kasvamist ja negatiivne kiirendus kahanemist (aeglustumist). Liikumisel x-telje negatiivses suunas on v < 0 ja positiivne kiirendus tähendab aeglustuvat ning negatiivne kiirendus kiirenevat liikumist.
Piko 10-12 P 1 min = 60 s 1 h = 60 min = 3600 s 1 = rad (2 = 360 1 rad = ) 1kWh = 1000W * 3600 s = 3,6 * 106 J 760 mmHg = 1atm = 101k Pa 2. Mehaanika 2.1. Mehaaniline liikumine Ühtlane sirgjooneline liikumine liikumine, mille trajektoor on sirge ning kus keha läbib mistahes võrdsetes ajavahemikes võrdsed teepikkused. Läbitud teepikkus = nihkega Keskmine kiirus = hetkkiirusega Teepikkuse ja kiiruse graafikud: Ühtlaselt muutuv sirgliikumine liikumine, mille trajektoor on sirge ning kus kiiruse muutus mistahes võrdsetes ajavahemikes on ühesugune. (Kiirendus on muutumatu. Läbitud teepikkus on võrdne nihke arvväärtusega) Kiirendus on positiivne, kui kiirus kasvab; negatiivne aga siis, kui kiirus väheneb. Ühtlaselt muutuva sirgjoonelise liikumise graafikud (ülemine kiirenev, alumine aeglustuv):
..) ja nihkevektoreid ( AC , AD ,...) siis see erinevus järjest väheneb, keskmise kiiruse vektor pöördub ja piiril, kui t 0 , langeb selle siht kokku trajektoori puutuja AE sihiga. Niisuguse piirväärtusena saadud vektorit nimetatakse hetkkiiruseks trajektoori vaadeldavas punktis: s ds v = lim = . (2.4) t 0 t dt Hetkkiiruse vektori moodul on võrdne skalaarse hetkkiirusega, mille me saame samasuguse piirväärtusena valemist (2.2), s.t. liikumise algpunktist alates läbitud teepikkuse tuletisega aja järgi. Hetkkiiruse vektor aga võrdub lõpmata väikese ajavahemiku jooksul sooritatud nihke(vektori) ja selle ajavahemiku suhtega. Kiiruse muutumise kiirust iseloomustab kiirendus. Ühtlaselt kiireneva (või aeglustuva) sirgjoonelise liikumise korral nimetatakse punktmassi kiirenduseks füüsikalist suurust, mida mõõdetakse ajaühikus toimunud kiiruse muutusega:
Liikumise graafiline kirjeldamine (s,t ja v,t graafikud). Kulgemine ehk kulgliikumine ehk translatsioon on jäiga keha liikumine, mille korral kõikide keha punktide trajektoorid on ühe kujuga ja ühepikkused. Iga kaht keha punkti ühendav sirge jääb sellisel liikumisel iseendaga alati paralleelseks. Keskmise kiiruse korral peab rõhutama, et liikumise aja sisse tuleb arvestada ka teel tehtud peatuste aeg. Kui keskmise kiirusega on tavaliselt vähe probleeme, siis rohkem probleeme tekib hetkkiirusega. Raskused algavad juba hetkkiiruse defineerimisest. See, et igal hetkel võib keha kiirusel olla erinev suund ja väärtus on üldiselt hästi ettekujutatav (autosõit ja spidomeetri näit). ). Pidevalt muutuva kiiruse korral peab see ajavahemik olema väga-väga lühike. Seega hetkkiirus on keskmine kiirus ülilühikese ajavahemiku jooksul. Kõike seda arutelu saab kirjutada üles matemaatiliselt: s v lim t 0 t .
pöördub ja piiril, kui t 0 , langeb selle siht kokku trajektoori puutuja AE sihiga. Niisuguse piirväärtusena saadud vektorit nimetatakse hetkkiiruseks trajektoori vaadeldavas punktis: s ds v = lim = . (2.4) t 0 t dt Hetkkiiruse vektori moodul on võrdne skalaarse hetkkiirusega, mille me saame samasuguse piirväärtusena valemist (2.2), s.t. liikumise algpunktist alates läbitud teepikkuse tuletisega aja järgi. Hetkkiiruse vektor aga võrdub lõpmata väikese ajavahemiku jooksul sooritatud nihke(vektori) ja selle ajavahemiku suhtega. Kiiruse muutumise kiirust iseloomustab kiirendus. Ühtlaselt kiireneva (või aeglustuva) sirgjoonelise liikumise korral nimetatakse punktmassi kiirenduseks füüsikalist suurust, mida mõõdetakse ajaühikus toimunud kiiruse muutusega:
kohaselt). 5.4.2. Võimsus Praktilises elus on oluline, kui kiiresti mingi töö saab tehtud. Kui see tehakse ruttu, st. lühikese aja jooksul, öeldakse, et võimsus on suur. Töö ei olene ajast, küll aga võimsus. On kokku lepitud, et võimsuseks nimetatakse suurust, mis näitab ajaühikus tehtud tööd: N = A/t. Ühikuks on 1 W = 1 J/s. Täpsemalt öelduna on see keskmine võimsus. Kasutatakse ka hetkvõimsuse mõistet, mis on määratud hetkkiirusega: N ~ v. N = A/t = Fs /t = F v. Elektrivoolu võimsus näitab ajaühikus tehtud tööd: N = A/t = IUt/t =IU. Seega elektrivoolu võimsuse annab voolutugevuse ja pinge korrutis. Võimsust mõõdetakse ka hobujõududes. Selle ühiku võttis kasutusele J.Watt ca 200 aastat tagasi. Tema järgi hobune tõstab keskmiselt 1 sekundis 550 naelase koorma 1 jala kõrgusele. 1 nael = 0,454 kg ja 1 jalg = 0,305 m. Siit saame , et 1 hobujõud (1 HP) = 746 W. Nii on Ameerikas ja Inglismaal