การเร่งความเร็วคงที่คืออะไร?

การเร่งอย่างต่อเนื่องคือเมื่ออัตราที่ความเร็วหรือความเร็วของวัตถุเปลี่ยนไป - ความเร็วจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงเท่าไรในช่วงเวลาที่กำหนด ความเร่งความเร็วและการกระจัดเป็นสามปริมาณหลักที่อธิบายการเคลื่อนไหวของร่างกาย การกระจัดคือการวัดระยะทางที่ร่างกายเดินทาง Velocity อธิบายว่าร่างกายเดินทางเร็วแค่ไหนระยะทางเท่าไรที่ครอบคลุมในช่วงระยะเวลาหนึ่ง การเร่งความเร็วคือการวัดความเร็วที่เปลี่ยนแปลงนั่นคือความเร็วของร่างกายจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในเวลาใดเวลาหนึ่ง

Isaac Newton เป็นคนแรกที่เชื่อมโยงการเร่งความเร็วด้วยกำลัง กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตันระบุว่าแรงที่กระทำต่อร่างกาย (F) สามารถอธิบายได้ในแง่ของมวล (m) และความเร่ง (a) โดยสมการ F = ma ซึ่งหมายความว่าร่างกายที่มีแรงคงที่จะได้รับความเร่งคงที่ หน่วยวัดแรงเรียกว่านิวตัน (N) และแรง 1 นิวตันจะทำให้ร่างกาย 2.2 ปอนด์ (1 กิโลกรัม) เร่งความเร็วที่ 3.28 ฟุต (1 เมตร) ต่อวินาทีต่อวินาที (ms 2 ) ซึ่งหมายความว่าจากจุดพักหลังจากหนึ่งวินาทีร่างกายจะเคลื่อนที่ที่ 3.28 ฟุต (1 เมตร) ต่อวินาทีและหลังจาก 10 วินาทีมันจะเคลื่อนที่ที่ 32.8 ฟุต (10 เมตร) ต่อวินาที

วัตถุใด ๆ ที่ได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงจะได้รับการเร่งความเร็วอย่างต่อเนื่อง นิวตันคาดการณ์ทฤษฎีของเขาเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงเมื่อแอปเปิ้ลลงมาติดกับเขาในขณะที่เขานั่งอยู่ใต้ต้นไม้ ไม่ทราบว่าเรื่องนี้เป็นเรื่องจริงหรือไม่ แต่สิ่งที่เป็นที่รู้จักคือนิวตันอนุมานได้ว่าแอปเปิ้ลตกเพราะแรงที่กระทำระหว่างโลกกับแอปเปิ้ลและแรงนี้เป็นผลมาจากมวลของมัน

ก่อนนิวตันมักคิดว่าวัตถุที่หนักกว่าจะตกเร็วกว่าวัตถุที่เบากว่า หินหนักตกลงมาเร็วกว่าขนนกที่มีขนอ่อน แต่ก็ไม่ได้เกี่ยวข้องอะไรกับมวลของมัน การคำนวณความเร่งที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงบนโลกนั้นขึ้นอยู่กับรัศมีของวัตถุมวลของมันและจำนวนที่รู้จักกันว่าค่าคงตัวของแรงโน้มถ่วง ที่พื้นผิวโลกวัตถุทุกชิ้นมีอัตราความเร่งคงที่ประมาณ 9.81 ms 2 แม้ว่ามันจะเปลี่ยนไปเล็กน้อยเมื่อใช้ละติจูดเนื่องจากโลกไม่ได้เป็นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบ

ความแตกต่างของการเคลื่อนไหวระหว่างขนนกกับหินขณะที่พวกมันตกลงมานั้นเกิดจากแรงเสียดทานของอนุภาคอากาศที่กระทำต่อพวกมัน แรงนี้ต่อต้านแรงโน้มถ่วงและเป็นผลมาจากรูปร่างของพวกเขามากกว่ามวลของพวกเขา ขนนกมีแรงเสียดทานอากาศมากกว่าหิน บนดวงจันทร์ที่ไม่มีบรรยากาศวัตถุทั้งสองจะตกลงในอัตราเดียวกัน