Vakionopeus

Vakionopeus tarkoittaa tilaa, jossa kappaleen nopeuden suuruus pysyy ajan kuluessa vakiona. Nopeus on vektori; sen suuruus on nopeus ja sen suunta määrittää kuljetun suunnan. Kun puhutaan vakionopeudesta, tarkoitetaan pääasiassa nopeuden magnitudin pysymistä samana; suunta voi muuttua. Tästä seuraa, että tangentialinen kiihtyvyys on nolla, mutta kokonaiskiihtyvyys voi olla ei-nolla, jos kappale muuttaa suuntaansa (esim. kiertäessä ympyrää).

Esimerkkejä liiketyypeistä: suoraviivaisessa, tasaisessa liikkeessä suunta on vakio, jolloin s(t) = s0 + v t ja nopeus v on vakio sekä suuruudeltaan että suunnalta. Ympyräliikkeessä nopeuden suuruus pysyy vakiona, mutta suunta muuttuu jatkuvasti, jolloin liikettä kuvaa keskeinen kiihtyvyys a_c = v^2 / r kohti kiertymiskeskettä. Näin vakionopeus voi yhdistyä sekä vakaan suunnan että vaihtelevan suunnan liikkeisiin.

Mittaus ja käytännön merkitys: Nopeusmittari näyttää hetkellisen nopeuden. Vakionopeutta käytetään teknisissä järjestelmissä, joissa halutaan pitää liikenopeus vakaana esimerkiksi ajoneuvoissa tai kuljetinjärjestelmissä. Fysiikassa vakionopeus vaikuttaa kineettiseen energiaan: K = 1/2 m v^2, joten kun v pysyy muuttumattomana, kineettinen energia säilyy, olettaen, että massa on vakio. Yksiköt: SI-yksikkö on metriä sekunnissa (m/s); arkipäivän käytössä käytetään usein kilometrejä tunnissa (km/h).