nopeusmuutoksen

Nopeusmuutos tarkoittaa kappaleen nopeuden muutosta ajan kuluessa. Fysiikassa tätä kuvataan kiihtyydellä, joka on vektori ja määritellään a = dv/dt. Kiihtyvyys voi kuvata sekä nopeuden suuruuden muutosta (nopeuden kiihtyminen tai hidastuminen) että suunnan muutosta. Esimerkiksi ympyräliikkeessä nopeuden suunta muuttuu, vaikka sen suuruus säilyisi suunnilleen vakiona.

On tärkeää erottaa nopeus ja nopeusvektori. Nopeus on nopeuden suuruus (skalaarinen arvo) ja kertoo, kuinka nopeasti kappale liikkuu. Nopeusmuutoksessa huomioidaan sekä suuruksen muutos että suunnan muutos, ja kokonaisuutta ohjaa kiihtyvyys (vektori).

Kiihtyvyys voidaan määritellä keskimääräisenä arvona a_avg = Δv/Δt. Jos kiihtyvyys on vakio, ratkaisut ovat v(t) = v0 + a t ja x(t) = x0 + v0 t + (1/2) a t^2. Kiihtyvyys mitataan SI-yksiköin m/s^2; nopeus mitataan metreinä sekunnissa ja aika sekunteina.

Sovelluksia on monia: liikenteessä ja ajoneuvojen nopeuden hallinnassa, urheiluanalyysissä, robotiikassa sekä avaruus-/liikejärjestelmissä. Nopeusmuutokset ovat keskeisiä sekä liikkeen dynamiikan että suunnittelun ja mittaamisen kannalta.