תאוצה היא קצב השינוי של המהירות של גוף נע. בדיבור יומי אומרים על רכב שיש לו תאוצה טובה כשזה מגביר מהירות במהירות. לתאוצה יכול להיות גם ערך שלילי, זה אומר שהמהירות משתנה בכיוון ההפוך, ובשפת היומיום זה נקרא לעיתים תאוטה.
יחידות התאוצה הן מטר לשנייה בריבוע (מ/ש^2). זה אומר כמה המהירות (מטר לשנייה) משתנה בכל שנייה. בתמטיקה מסמנים בדרך כלל את התאוצה באות a, ובמקרים מורכבים יש מונח נוסף, נתירה, שהוא השינוי בקצב התאוצה והמשמעותי במערכות עדינות.
בחישוב מדויק משתמשים בנגזרות: אם x(t) הוא מיקום בזמן t, המהירות היא v = dx/dt, והתאוצה היא a = dv/dt = d^2x/dt^2. כאשר ידועה a(t), אפשר לשחזר את המהירות והמרחק באמצעות אינטגרלים: v(t) = v_0 + \int_0^t a(t') dt' , ו-x(t) = x_0 + \int_0^t v(t') dt'. במקרה של תאוצה קבועה מתקבלות המשוואות הפשוטות v(t)=v_0+at ו- x(t)=x_0+v_0 t + 1/2 a t^2.
תאוצה היא וקטור, יש לה גודל וכיוון. חוק ניוטון השני מקשר תאוצה לכוח: a = F/m, כלומר כוח מתון על מסה m יוצר תאוצה בכיוון הכוח והפוכה במספרית ביחס למסה. אם מסת הגוף משתנה, למשל בטיל שמשליך דלק,יש נוסחה מתוקנת שמוסיפה מונח המתייחס לשינוי המסה.
ניתן לחלק את התאוצה לרכיב שמשנה את גודל המהירות (תאוצה משיקית) ולרכיב שמשנה את כיוונה (תאוצה ניצבת או נורמלית). באופן כללי, התאוצה המשיקית משנה את המהירות, והתאוצה הניצבת משנה את כיוון התנועה.
בתנועה מעגלית קצובה המהירות המשיקית שומרת על גודל קבוע, אך משתנה הכיוון שלה, ולכן יש תאוצה שמכוונת אל מרכז המעגל. תאוצה זו נקראת רדיאלית, והיא תלויה במהירות ובגודל המעגל: ככל שהמהירות גדולה יותר או שהמעגל קטן יותר, התאוצה הרדיאלית גדלה.
רעידת אדמה יוצרת תאוצות קרקע באתר. התאוצה הזו נמדדת בשלושת הצירים, והערך המקסימלי (Peak Ground Acceleration, PGA) חשוב מאוד בתכנון מבנים לעמידות בפני רעידות. תאוצת קרקע באתר תלויה במרחק ממוקד הרעידה ובסוג הסלע בתחתית. מהנדסי בניין וסייסמולוגים מפיצים עקומות תאוצה ספקטרליות לאזורים, כדי לתכנן מבנים לפי הצפוי באתר.
עקומה זו מציגה את תאוצת הקרקע כפונקציה של זמן מחזור או תדירות. לעתים משווים עקומה על סלע קשה לעקומה על מסלע רך; באתר רך התאוצות מחוזקות בדרך כלל. עקומת הספקטרום משמשת תקנים ותקנות לתכנון רעידות.
במערכת מואצת ניראה כאילו פועלים כוחות נוספים. אלה נקראים כוחות מדומים (כוחות ד'אלמבר). הם שווים במודלם למסה כפול תאוצת המערכת, וכיוונם הפוך לתאוצה. דוגמאות יומיומיות: התחושה שמדחיפה אותך למושב בזמן שהרכב מאיץ, או הכוח הכמו-צנטריפוגלי שמרגישים בקרוסלה. איינשטיין השתמש ברעיון דומה בעקרון השקילות בתורת היחסות הכללית.
כוח ג'י מבוסס על תאוצת הכובד של כדור הארץ, כ-9.8 מ/ש^2. נהוג לציין תאוצות כתאורות של כפולות g, למשל 2g או 3g. יחידה זו נפוצה בתעופה ובסייסמולוגיה לתיאור עוצמת התאוצה והשפעותיה על מבנים ואנשים.
תאוצה היא שינוי במהירות. מהירות היא כמה מהר משהו נע. אם מהירות גדלה, זו תאוצה. אם מהירות יורדת, זו תאוצה שלילית או האטה.
יחידות התאוצה הן "מטר לשנייה בכל שנייה". זה אומר כמה המהירות משתנה בכל שנייה.
אם הרכב ממהר, אתה נדחף למושב. זו תחושה של כוח מדומה. ברכיבה על קרוסלה מרגישים דחיפה החוצה.
כשהגוף נע במעגל, הוא משנה כיוון כל הזמן. לכן יש לו תאוצה שמכוונת אל מרכז המעגל. התאוצה הזו גדלה אם הולכים מהר יותר או אם המעגל קטן יותר.
רעידת אדמה יוצרת רעידות באדמה. מהנדסים מודדים את התאוצה הזו כדי לבנות בתים חזקים. ערך חשוב נקרא PGA. את זה משתמשים בתכנונים כדי להגן על אנשים.
כוח ג'י מתייחס לתאוצה של כדור הארץ. ערך זה הוא כ-9.8 מטר לשנייה בכל שנייה. בפעם הבאה שתשמעו "2g" זה אומר תאוצה כפולה של הערך הזה.
תגובות גולשים