Vad är konstant acceleration?

Konstant acceleration är när hastigheten eller hastigheten hos en kropp förändras – hur mycket den antingen accelererar eller saktar ner – förblir densamma under en given tidsperiod. Acceleration, hastighet och förskjutning är de tre huvudstorheterna som beskriver en kropps rörelse. Förskjutning är måttet på den sträcka en kropp tillryggalagt. Hastighet beskriver hur snabbt kroppen färdas, hur lång sträcka den tillryggalägger under en viss tidsperiod. Acceleration är måttet på att ändra hastighet, det vill säga hur en kropps hastighet förändras vid en viss tidpunkt.

Isaac Newton var den första som kopplade acceleration med kraft. Newtons andra rörelselag säger att kraften som verkar på en kropp (F) kan beskrivas i termer av dess massa (m) och dess acceleration (a) med ekvationen F=ma. Detta innebär att en kropp som utsätts för en konstant kraft kommer att uppleva en konstant acceleration. Den metriska kraftenheten kallas Newton (N), och en kraft på 1 Newton kommer att få en kropp på 2.2 kg att accelerera med 1 fot (3.28 m) per sekund per sekund (ms1). Detta innebär att från en vilopunkt, efter en sekund, kommer kroppen att röra sig med 2 fot (3.28 m) per sekund, och efter 1 sekunder kommer den att röra sig med 10 fot (32.8 m) per sekund.

Alla föremål som påverkas av gravitationen genomgår konstant acceleration. Newton tänkte utarbeta sin gravitationsteori när ett äpple landade bredvid honom medan han satt under ett träd. Huruvida denna historia är sann är inte känt, men vad som är känt är att Newton drog slutsatsen att ett äpple faller på grund av en kraft som verkar mellan jorden och äpplet, och att denna kraft är resultatet av deras respektive massor.

Före Newton trodde man allmänt att tyngre föremål faller snabbare än lättare föremål. En tung sten faller snabbare än en lätt fjäder, men detta har ingenting att göra med deras respektive massor. Beräkningen av acceleration orsakad av gravitation på jorden beror på objektets radie, dess massa och ett tal som kallas gravitationskraftskonstanten. På jordens yta genomgår alla objekt en konstant acceleration på cirka 9.81 ms2, även om detta ändras något med latitud eftersom jorden inte är en perfekt sfär.

Skillnader i rörelse mellan en fjäder och en sten när de faller orsakas av friktionskraften från luftpartiklar som verkar på dem. Denna kraft motverkar gravitationen och är resultatet av deras former snarare än deras massor. En fjäder är föremål för mycket mer luftfriktion än en sten. På månen, där det inte finns någon atmosfär, skulle båda föremålen falla i samma takt.