急動度
急動度也叫力變率,是加速度的變化率,即位移的三階導數。
目錄
簡介
急動度是關於一種特殊運動的力學術語,即加速度隨時間的變化率。這個概念源於伽利略思想。高中物理描述質點運動的主要變數是位置,通常用x表示,從一個已知的定點到研究點的距離用米為單位來量度。在伽利略和牛頓力學中,位置的幾個匯出量可以更加精細地描述質點的運動狀態。第一個匯出量是速度或v,定義為位置對時間的變化率,以m/s為單位來量度。第二個匯出量是加速度或a,俗稱“加快”,定義為速度對時間的變化率。加速度用m/s^2為單位來量度(重力使落體每經過1秒,速度增加9.8m/s;這也說明為什麼用麻煩的單位來量度加速度)。急動度或j是第三個位置匯出量,用來描述加速度本身的變化方式;是用更笨拙的m/s^3為單位。藉助x、v、a和j這幾個量,科技人員可以將人們日常生活中遇到的大部分運動進行分類。
作用
速度和加速度主要是對運動進行研究,但急動度的概念與速度和加速度不同,它在中學和大學的力學課程中都不講授。早先,只用位置和速度描述運動,物理學無法正確解釋像蘋果落地這樣的簡單現象。伽利略意識到速度的變化——加速度,遠比單獨的速率重要。把加速度作為力學的重要概念,為牛頓的著名公式F=ma鋪平了道路。在這個小小的方程中,質量m反映質點的內在屬性,而F是與質點無關的外力,所產生的運動用加速度a來描述。牛頓力學被證明是如此的成功,似乎再也沒必要從合乎邏輯的x、v和a系列再引申出別的量。
事實上,第一次毫不含糊地把急動度定義為加速度的變化率,不是因為物理學,而是因為生物學。很早以前,人們已經知道,速度和加速度對物體的影響明顯不同。恆定速度,即使是高速,對物體也沒有影響。飛機上的乘客,說噴氣機以每小時500英里(約800千米)的速度運動,唯一的感受方式是向窗外觀看不斷掠過的地面景物。但是如果飛機加速,機上的每個人,包括飛行員和乘客,都會突然向後仰。換句話說,速度看得見,加速度則能感覺到。1928年,工程師麥橋注意到,根據牛頓公式F=ma,一個恆定的加速度,表明物體受到了一個穩恆力。但是如果這個力突然改變,人們將感到不舒服,甚至是疼痛。當一輛小車尾部遭受撞擊時,加速度會突然改變,小車具有急動度。汽車工程師用急動度作為評判乘客不舒適程度的指標;按照這一指標,具有恆定加速度和零急動度的人體,感覺最舒適。在競技舉重中,舉重運動員進行所
急動度
急動度也叫力變率,是加速度的變化率,即位移的三階導數。
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簡介
急動度是關於一種特殊運動的力學術語,即加速度隨時間的變化率。這個概念源於伽利略思想。高中物理描述質點運動的主要變數是位置,通常用x表示,從一個已知的定點到研究點的距離用米為單位來量度。在伽利略和牛頓力學中,位置的幾個匯出量可以更加精細地描述質點的運動狀態。第一個匯出量是速度或v,定義為位置對時間的變化率,以m/s為單位來量度。第二個匯出量是加速度或a,俗稱“加快”,定義為速度對時間的變化率。加速度用m/s^2為單位來量度(重力使落體每經過1秒,速度增加9.8m/s;這也說明為什麼用麻煩的單位來量度加速度)。急動度或j是第三個位置匯出量,用來描述加速度本身的變化方式;是用更笨拙的m/s^3為單位。藉助x、v、a和j這幾個量,科技人員可以將人們日常生活中遇到的大部分運動進行分類。
作用
速度和加速度主要是對運動進行研究,但急動度的概念與速度和加速度不同,它在中學和大學的力學課程中都不講授。早先,只用位置和速度描述運動,物理學無法正確解釋像蘋果落地這樣的簡單現象。伽利略意識到速度的變化——加速度,遠比單獨的速率重要。把加速度作為力學的重要概念,為牛頓的著名公式F=ma鋪平了道路。在這個小小的方程中,質量m反映質點的內在屬性,而F是與質點無關的外力,所產生的運動用加速度a來描述。牛頓力學被證明是如此的成功,似乎再也沒必要從合乎邏輯的x、v和a系列再引申出別的量。
事實上,第一次毫不含糊地把急動度定義為加速度的變化率,不是因為物理學,而是因為生物學。很早以前,人們已經知道,速度和加速度對物體的影響明顯不同。恆定速度,即使是高速,對物體也沒有影響。飛機上的乘客,說噴氣機以每小時500英里(約800千米)的速度運動,唯一的感受方式是向窗外觀看不斷掠過的地面景物。但是如果飛機加速,機上的每個人,包括飛行員和乘客,都會突然向後仰。換句話說,速度看得見,加速度則能感覺到。1928年,工程師麥橋注意到,根據牛頓公式F=ma,一個恆定的加速度,表明物體受到了一個穩恆力。但是如果這個力突然改變,人們將感到不舒服,甚至是疼痛。當一輛小車尾部遭受撞擊時,加速度會突然改變,小車具有急動度。汽車工程師用急動度作為評判乘客不舒適程度的指標;按照這一指標,具有恆定加速度和零急動度的人體,感覺最舒適。在競技舉重中,舉重運動員進行所