Kiihtyminen

Kiihtyminen on fysiikan käsite, joka kuvaa nopeuden muutoksen nopeutta ajan suhteen. Se on vektori, jonka suunta määräytyy sekä nopeuden tulkinnan muutoksesta että suunnan muutoksesta. Kiihtyminen määritellään yleensä muodossa a = dv/dt, missä v on nopeus. Yksikkö on metriä sekunnin neliöön (m/s^2). Yhtenäisyyden vuoksi 1 g vastaa noin 9,81 m/s^2.

Kinematiikassa vakio kiihtyminen johtaa seuraaviin perusyhtälöihin, joilla nopeus ja paikka voidaan kuvata ajassa: v(t) = v0 + a t ja x(t) = x0 + v0 t + 1/2 a t^2, missä v0 ja x0 ovat alkuperäiset nopeus- ja paikka-arvot.

Kiihtyminen on vektori, ja siihen vaikuttavat sekä nopeuden suuruuden muutokset että suunnan muutokset. Siksi kappale voi kiihtyä samalla kun sen nopeuden suuruus pysyy samana, jos sen suunnan muutos eli centripetaliikkuu on olemassa. Kiihtyminen jaetaan usein tangentaaliseen (a_t) ja normaalikiihtyvyyteen (a_n): tangentaalinen kiihtyvyys kuvaa nopeuden suuruuden muutosta, normaalikiihtyvyys kuvaa suunnan muutosta esimerkiksi ympyräradalla.

Käytännön näkökulmassa kiihtyminen ilmenee esimerkiksi ajoneuvoissa kiihdyttäessä tai jarrutettaessa sekä vapaasti putoavien kappaleiden gravitaatiokiihtyvyytenä. Kiihtyvyysmittaukseen käytetään kiihtyvyysantureita (accelerometreja); liikkuvissa järjestelmissä kiihtyvyyttä seurataan usein sensoridatan avulla. Kiihtyminen on keskeinen käsite mekaniikassa, liikennesuunnittelussa ja monissa teknisissä sovelluksissa.