急动度

更新时间:2023-02-22 18:52

急动度也叫力变率,是加速度的变化率,即位矢对时间的三阶导数。

简介

急动度是关于一种特殊运动的力学术语,即加速度随时间的变化率。这个概念源于伽利略思想。高中物理描述质点运动的主要变量是位置,通常用x表示,从一个已知的定点到研究点的距离用米为单位来量度。在伽利略和牛顿力学中,位置的几个导出量可以更加精细地描述质点的运动状态。第一个导出量是速度或v,定义为位置对时间的变化率,以m/s为单位来量度。第二个导出量是加速度或a,俗称“加快”,定义为速度对时间的变化率。加速度用m/s^2为单位来量度(重力使落体每经过1秒,速度增加9.8m/s;这也说明为什么用麻烦的单位来量度加速度)。急动度或j是第三个位置导出量,用来描述加速度本身的变化方式;是用更笨拙的m/s^3为单位。借助x、v、a和j这几个量,科技人员可以将人们日常生活中遇到的大部分运动进行分类。

急动度满足,。

作用

速度和加速度主要是对运动进行研究,但急动度的概念与速度和加速度不同,它在中学和大学的力学课程中都不讲授。早先,只用位置和速度描述运动,物理学无法正确解释像苹果落地这样的简单现象。伽利略意识到速度的变化——加速度,远比单独的速率重要。把加速度作为力学的重要概念,为牛顿的著名公式F=ma铺平了道路。在这个小小的方程中,质量m反映质点的内在属性,而F是与质点无关的外力,所产生的运动用加速度a来描述。牛顿力学被证明是如此的成功,似乎再也没必要从合乎逻辑的x、v和a系列再引申出别的量。

事实上,第一次毫不含糊地把急动度定义为加速度的变化率,不是因为物理学,而是因为生物学。很早以前,人们已经知道,速度和加速度对物体的影响明显不同。恒定速度,即使是高速,对物体也没有影响。飞机上的乘客,说喷气机以每小时500英里(约800千米)的速度运动,唯一的感受方式是向窗外观看不断掠过的地面景物。但是如果飞机加速,机上的每个人,包括飞行员和乘客,都会突然向后仰。换句话说,速度看得见,加速度则能感觉到。1928年,工程师麦桥注意到,根据牛顿公式F=ma,一个恒定的加速度,表明物体受到了一个稳恒力。但是如果这个力突然改变,人们将感到不舒服,甚至是疼痛。当一辆小车尾部遭受撞击时,加速度会突然改变,小车具有急动度。汽车工程师用急动度作为评判乘客不舒适程度的指标;按照这一指标,具有恒定加速度和零急动度的人体,感觉最舒适。在竞技举重中,举重运动员进行所有挺举(即让杠铃举过头顶)时都有急动度。当轮船到达溪谷,突然减速时,轮船有急动度,因为轮船加速度的大小和方向都要改变。总之,你可以测量位置、看见速度、感觉加速度、厌恶急动度。

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