加速度这东西,说白了就是啥速度快,就快啥。通俗点讲,就是那个让速度变快要么变慢的劲儿。
要是你一直匀速飞,速度一辈子不变,那加速度就是零,身体也就没啥感觉。可一旦你踩油门要么刹车,身体里那股劲儿就得登场了。 大量人当作加速度就是个正数,认定越快加速度越大,实际上彻底搞错了。加速度是个矢量,有方向也有大小。
比如你开车从静止起步,速度从 0 到 60 迈,这时候加速度是正的,说明你在加速。但你接着按“刹”键,速度从 60 迈变成 30 迈,这时候速度在减小,加速度就变成了负的。在物理学里,这不代表你“减速”了,只是说明加速度的方向跟速度方向反之,抵消了一局部。
反过来,要是你在倒车,速度负得越来越多,那加速度反而是正的,就像一个正数在帮倒忙地拉着你往后退。 这就好比你正往家里跑,突然有人从你背后大力拍了一下,让你赶紧掉头往家里走。
这时候你的速度方向变了,加速度方向跟着变了,但这不代表你“反向加速”,只是说明你那个让速度变化的力,目前跟你的运动方向对着干,把你怼了回来。
要是这股反向的力挺大,你的加速度值就绝对值挺大,这意味着你掉头变身的动作极快,反应瞬间就到位了。 公式这东西,最让人头疼的就是单位换算,特别是加速度这个单位米每二次方秒($m/s^2$)。网上看资料的时候时常看到"9.8"这种大数字,大家一懵,当作是重力加速度,结局忘了这是法向的。
实际上重力加速度一个是工夫上的“二次方”,另一个是空间上的“一次方”加起来。
比如卫星绕着地球转,它受到的向心力害得它不停地在变,而这个变小的速度有方向,故此是工夫维度上的二次方。而重力加速度 $g=9.8$,那个 9.8 只是空间维度的一次方,跟人站在地球上感受到的“掉下去”的快慢相关。
这两个数字混在一起,好办让人晕,务必得把 $s^2$ 和 $s$ 彻底分清楚,不然公式一打出来全是乱码。 变体公式嘛,实际上就是从拳头里的 $a = F/m$ 剪开来的,要么从 $v = v_0 + at$ 切出来的。最常用的是那个动量定理的变体 $a = Delta v / Delta t$。
这个公式特别直观,就是速度变了多少,除以用了多少工夫。
要是速度是从静止启动的,那 $v_0$ 就是 0,公式瞬间简化成 $a = Delta v / Delta t$。
比如你手里拿个 0.5 秒的计时器,从 0 秒到 0.5 秒,速度从 0 变到 10,那 $a$ 就是 20 $m/s^2$。
要是用 $F = ma$ 倒推,相当于你这 0.5 公斤的体重,被你那一股力气怼得每秒加速 20 迈。 举个例子,假设你在月球表面,它的地心引力大约是 $1.6$ 牛顿。
要是你质量是 80 公斤,你受到的向下载着就是 $1.6$ 牛顿。
这时候你的加速度就是 $1.6 / 80 = 0.02$ $m/s^2$。
这数字跟地球上的 9.8 差距庞大,说明在月球上你“掉下去”的速度贼慢。
要是你背着个 100 公斤的箱子往上扔,箱子掉下去的加速度也是这个数。你会发现,只要质量对消了,加速度就跟你的体重无涉,但这恰恰证明白 $F=ma$ 是普适的,不管你是人还是狗,只要质量变了,加速度就跟着变。 有时候大家好办把加速度和速度搞混,特别是在物理题里。速度是“跑多快”,是状态;加速度是“跑得有多急”,是过程。你跑步能够慢慢加速,加速度慢慢变大,最终冲刺时加速度可能变小,但速度可能还在涨。
这时候你感觉不到加速度的变化,出于你的身体处于平滑的过渡中。
只有当你的加速度瞬间变成无穷大时,速度才会瞬间撞上墙。
这就像你开车,平时急刹车好办,但要是刹车踏板踩死了,加速度瞬间达到最大值,你的车会在极短工夫内就停下来。 还要注意一下工夫单位的难题。国际单位制里工夫是秒,导出来就是 $m/s^2$。
要是用千米每小时($km/h$)作为速度单位,算出来的加速度就得换算。
比如 0 到 100 的距离用了 10 秒跑完,那每秒提升 $10 km/h$,换算成加速度就是 $2.78$ $m/s^2$。
要是不换算,直接拿 $km/h$ 去算 $a=F/m$,结局就是 $1000$ 倍的庞大荒谬数值,直接报错。
故此,任何涉及加速度的公式,速度单位一定要统一,要么全体用$m/s$,要么全体用$km/h$再用换算系数,千万别偷懒。 最终说句心里话,加速度这东西不仅出目前课本里,摸不准就摸不准。它拍板了你从静止到起跑的冷场工夫,也拍板了你刹车时的反应距离。开车的人最怕的就是突然抛洒油门,那时候加速度彻底由情绪拍板,而非物理规律。
要是你在高速公路上开个过弯,感觉身体被向后推,那实际上不是加速度让你弯的,而是离心力在起功能。
这时候你的车在“加速”转弯,姿态在“加速”倾斜,但那个让它转弯的力,实际上是一瞬间的加速度变化。
要是你在这时候松手,离心力就会把你甩出去。
故此,握紧方向盘,保持稳定的加速度,比追求更快的速度更关键。
毕竟,加速度是速度变化的质量,你越管住得好,跑得越有劲,但千万别把这劲儿用歪了,别把自己当成牛顿了。