Hröðun

Úr Wikipediu, frjálsa alfræðiritinu
Stökkva á: flakk, leita

Hröðun er hugtak í eðlisfræði og er hún skilgreind sem hraðabreyting á tímaeiningu. Nánar er hröðun sú hraðabreyting, sem massi (hlutur) fær á tímaeiningu vegna einhvers krafts, sem verkar á viðkomandi massa eða hlut. Tákn hröðunar er a (en: acceleration), hraði er táknaður með v (en: velocity), tími með t, kraftur með F (en: force) og massi er táknaður með m. Feitletruðu táknin eru vigrar (vektorar), en með því er átt við stærðir, sem eru stefnubundnar. Með þessum táknum verður stærðfræðileg skilgreining á hröðun (meðalhröðun) eftirfarandi:

\vec{a} =  \frac{ d\vec{v} }{ dt}

Enn fremur gildir samkvæmt öðru lögmáli Newtons

 \vec{a} = \frac{\vec{F}}{m}

en þessi skilgreining á aðeins við ef massi hlutarins helst fastur. Almenna skilgreiningin er

 \vec{a} = \frac{d\vec{p}}{dt}

þar sem \vec{p}=m\vec{v} er skriðþungi hlutar og þar sem bæði hraðinn og massinn eru bæði föll af tíma er hröðunin

\vec{a} = \frac{d\vec{p}}{dt} = \vec{v} \cdot \frac{dm}{dt} + m \cdot \frac{d\vec{v}}{dt}

Þegar hlutur eykur hraða sinn, þ.e. krafturinn er í sömu stefnu og hraðinn, er sagt að hann hafi jákvæða hröðun en þegar hraðinn minnkar, krafturinn er í öfuga átt við hraðann, er sagt að hann hafi neikvæða hröðun, vigurinn a er sem sagt alltaf í sömu stefnu og krafturinn, ekki sömu stefnu og hraðinn. SI-mælieining hröðunar er metrar á sekúndu, á sekúndu (m/s2). Hröðun bifreiða er yfirleitt gefin sem sá tími í sekúndum, sem það tekur að aka bílnum úr kyrrstöðu í hraðann 100 km/klst.

Sem dæmi má nota massa m sem hefur hröðun 2 m/s2 sem þýðir að fyrir hverja sekúndu sem líður eykur massinn hraða sinn um 2 m/s, þannig að hann byrjar með hraða 0 m/s, eftir 1 sekúndu er hraðinn orðinn 2 m/s, eftir 2 sekúndur er hraðinn orðinn 4 m/s og þar fram eftir götunum.

Hröðun í hringhreyfingu og gervikraftar[breyta]

Þegar hlutur ferðast eftir hringferli, þá verkar svokallaður miðsóknarkraftur á hann og hröðunin verður því í átt að miðju hringsins en ekki frá eins og gervikrafturinn miðflóttakraftur gefur til kynna, sem allir telja sig finna, þegar þeir lenda í hringhröðun. Svigkraftur jarðar (Corioliskraftur) er gervikraftur, sem ásamt miðsóknarkrafti veldur því að loft blæs rangsælis umhverfis lægðir, en réttsælis umhverfis hæðir á norðurhveli jarðar. (Þessu er öfugt farið á suðurhvelinu.)