Kiihdytyksen

Kiihdytyksen käsite fysiikassa kuvaa kappaleen nopeuden muuttumisen nopeutta ajan suhteen. Se on vektori, jonka suunta vastaa nopeuden muutoksen suuntaa. Kiihdytys voi syntyä sekä nopeuden suuruuden muutoksesta (kasvu tai väheneminen) että suunnan muutoksesta, esimerkiksi pyörimis- tai kiertoliikkeessä.

Yksiköt ja mittaus: SI-järjestelmässä kiihdytys ilmoitetaan metreinä sekunnin neliöissä (m/s^2). Kiihdytys määritellään yhtälöllä a = dv/dt. Keskimääräinen kiihdytys on ā = Δv/Δt; hetkellinen kiihdytys saadaan raja-arvona a = dv/dt, kun Δt → 0.

Kineettiset peruslaskut: Jos kappaleella on alkunopeus v0 ja kiihdytetään vakiona a aikavälillä t, sen nopeus on v = v0 + a t ja paikan muutos s − s0 = v0 t + (1/2) a t^2. Yhtälöiden lisäksi v^2 = v0^2 + 2 a (s − s0) ilmaisee kiihtyvyyden vaikutuksen kuljettuun matkaan. Newtonin toisessa laissa F = m a kiihdyttää kappaleen massansa mukaisesti.

Erikoistapaukset ja sovellukset: Tangentiaalinen kiihdytys muuttaa nopeutta, normaali (centripetali) kiihdytys muuttaa suuntaa pyörimisliikkeessä (a_n = v^2/r). Kiihdytys on keskeinen käsite ajoneuvojen suorituskyvyssä, urheilussa ja avaruuslentojen suunnittelussa sekä kulkusuunnan hallinnassa kiertoradoilla.