Foot per second squared

De foot per second squared (gesymboliseerd ft/s 2 of ft/sec 2 ) is de eenheid van versnellingsvector magnitude in het foot-pound-second ( fps ) of Engels systeem. Deze grootheid kan in twee betekenissen worden gedefinieerd: gemiddeld of momentaan.

Voor een voorwerp dat zich in een rechte lijn verplaatst, wordt de gemiddelde versnellingsgrootheid verkregen door de momentane lineaire snelheid van het voorwerp (in voet per seconde) op twee verschillende punten t 1 en t 2 in de tijd te evalueren, en dan de afstand te delen door de tijdspanne t 2 - t 1 (in seconden). Stel dat de momentane snelheid op tijdstip t 1 gelijk is aan s 1 , en de momentane snelheid op tijdstip t 2 gelijk is aan s 2 . Dan wordt de gemiddelde versnellingsgrootte a avg (in voet per seconde in het kwadraat) gedurende het tijdsinterval [ t 1 , t 2 ] gegeven door:

a avg = ( s 2 - s 1 ) / ( t 2 - t 1 )

Instantane versnellingsgrootheden zijn moeilijker te intuïtiveren, omdat het gaat om een uitdrukking van beweging over een willekeurig klein tijdsinterval. Laat p een specifiek punt in de tijd voorstellen. Stel dat een voorwerp rond dat tijdstip in beweging is. De gemiddelde grootte van de versnelling kan worden bepaald over steeds kortere tijdsintervallen met p als middelpunt, bijvoorbeeld:

[ p -4, p +4]
[ p -3, p +3]
[ p -2, p +2]
[ p -1, p +1]
[ p -0.5, p +0,5]
[ p -0,25, p +0,25]
.
.
[ p - x , p + x ]
.
.
.

waar de opgetelde en afgetrokken getallen seconden voorstellen. De momentane versnellingsgrootheid, a inst , is de limiet van de gemiddelde versnellingsgrootheid naarmate x dichter bij nul komt. Dit is een theoretische waarde, omdat zij alleen kan worden verkregen door gevolgtrekking uit momentane snelheidswaarden die zijn bepaald aan het begin- en eindpunt van steeds kortere tijdspannen.

Versnelling is in zijn meest volledige betekenis een vectorgrootheid, die zowel richting als magnitude heeft. Voor een voorwerp dat zich in een rechte lijn voortbeweegt en waarvan de lineaire snelheid verandert, wijst de versnellingsvector in dezelfde richting als de bewegingsrichting van het voorwerp. Maar versnelling kan het resultaat zijn van een verandering in de richting van een bewegend voorwerp, zelfs als de momentane snelheid constant blijft. Het klassieke voorbeeld wordt gegeven door een voorwerp in cirkelvormige beweging, zoals een ronddraaiend gewicht dat aan de rand van een wiel is bevestigd. Als de draaisnelheid van het wiel constant is, wijst de versnellingsvector van het gewicht recht naar binnen in de richting van het middelpunt van het wiel.

De voet per seconde in het kwadraat wordt over het algemeen niet gebruikt door wetenschappers; de meter per seconde in het kwadraat (m/s 2 of m/sec 2 ) heeft de voorkeur. Echter, leken in de Verenigde Staten en, in mindere mate, in Engeland soms definiëren versnelling in termen van voeten per seconde in het kwadraat.

Zie ook versnelling , snelheid , Internationaal Stelsel van Eenheden ( SI ), en Tabel van Fysische Eenheden en Constanten.