Ускорение
Это понятие впервые встречается на программе «Электроника, программирование и инженерная практика» — примерно 13-14 лет (7-8 класс).
Показывает, как быстро меняется скорость: разгоняется тело, тормозит или поворачивает. Резко нажал на газ — большое ускорение.
Разгон машины: чем резче водитель давит на газ, тем сильнее тебя вжимает в спинку сиденья.
Разогнать машинку рукой и резко её остановить; показать два момента, когда скорость менялась быстрее всего, — при разгоне и при торможении.
Величина, которая показывает, как быстро меняется скорость: a = Δv/t. Измеряется в м/с²: ускорение 2 м/с² значит, что скорость каждую секунду растёт на 2 м/с. Ускорение есть и при разгоне, и при торможении (тогда оно отрицательное), и при повороте — везде, где скорость меняется по величине или направлению.
Разогнать робота-танк по прямой, замерить скорость в начале и в конце мерного участка и время разгона; вычислить ускорение a = Δv/t.
Векторная величина a = dv/dt: показывает, насколько быстро и в какую сторону меняется скорость; единица — м/с². По второму закону Ньютона a = F/m — ускорение задаёт равнодействующая сила, а не сама скорость. При равномерном движении по прямой a = 0, а на повороте ускорение есть даже при постоянной скорости (центростремительное). Свободное падение — ускорение g ≈ 9,8 м/с². На измерении ускорения работает акселерометр: шагомеры и стабилизация дронов.
На Arduino считать ускорение с акселерометра (MPU-6050) и показать, что в покое по вертикали он выдаёт ≈9,8 м/с² (силу тяжести), а не ноль; объяснить, почему.
Частое заблуждение
«Ускорение — это большая скорость». Нет: ускорение — это как быстро скорость меняется. Можно ехать очень быстро без ускорения (равномерно) и медленно, но с большим ускорением (резкий старт с места).