Mikä on jatkuva kiihtyvyys?

Jatkuva kiihtyvyys on silloin, kun nopeus, jolla kehon nopeus tai nopeus muuttuu – kuinka paljon se joko kiihdyttää tai hidastaa – pysyy samana tiettynä ajanjaksona. Kiihtyvyys, nopeus ja siirtymä ovat kolme päämäärää, jotka kuvaavat kehon liikettä. Siirtymä on kehon kuljetun matkan mitta. Nopeus kuvaa kuinka nopeasti keho kulkee, kuinka pitkän matkan se kulkee tietyn ajanjakson aikana. Kiihtyvyys on muuttuvan nopeuden mitta, eli kuinka kehon nopeus muuttuu tiettynä ajankohtana.

Isaac Newton yhdisti ensimmäisenä kiihtyvyyden voimalla. Newtonin toinen liikelaki sanoo, että kehoon (F) vaikuttava voima voidaan kuvata sen massana (m) ja kiihtyvyytenä (a) yhtälöllä F = ma. Tämä tarkoittaa, että vakiovoimaan kohdistuva keho kiihtyy jatkuvasti. Metristä voimayksikköä kutsutaan Newtoniksi (N), ja 1 Newtonin voima saa 2.2 kilon (1 kg) kehon kiihtymään nopeudella 3.28 m sekunnissa sekunnissa (ms1). Tämä tarkoittaa sitä, että lepopaikasta yhden sekunnin kuluttua keho liikkuu nopeudella 2 m (3.28 jalkaa) sekunnissa ja 1 sekunnin kuluttua se liikkuu nopeudella 10 m (32.8 jalkaa) sekunnissa.

Kaikki kohteet, joihin painovoima vaikuttaa, kiihtyvät jatkuvasti. Newton kehitti oletetusti painovoimateoriansa, kun omena laskeutui hänen viereensä, kun hän istui puun alla. Onko tämä tarina totta, sitä ei tiedetä, mutta tiedetään vain, että Newton pääteli, että omena putoaa maapallon ja omenan väliseen voimaan vaikuttavan voiman vuoksi ja että tämä voima on niiden massojen tulos.

Ennen Newtonia yleisesti uskottiin, että raskaammat esineet putoavat nopeammin kuin kevyemmät. Raskas kivi putoaa nopeammin kuin kevyt höyhen, mutta tällä ei ole mitään tekemistä niiden massojen kanssa. Maan painovoiman aiheuttaman kiihtyvyyden laskeminen riippuu kohteen säteestä, massasta ja painovoimavakiona tunnetusta luvusta. Maan pinnalla kaikki esineet kiihtyvät jatkuvasti noin 9.81 ms2, vaikka tämä muuttuu hieman leveysasteen mukaan, koska maapallo ei ole täydellinen pallo.

Höyhenen ja kiven väliset liikkeen erot putoamisen aikana johtuvat niihin vaikuttavien ilmahiukkasten kitkavoimasta. Tämä voima vastustaa painovoimaa ja on seurausta niiden muodoista eikä massasta. Höyhen altistuu paljon suuremmalle ilman kitkalle kuin kallio. Kuussa, missä ei ole ilmakehää, molemmat esineet putoavat samaan tahtiin.