การนำความรู้เรื่องความเร่งไปใช้ประโยชน์

        ความเร่ง คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว เป็นปริมาณเวกเตอร์ที่มีหน่วยเป็น ความยาว/เวลา² ในหน่วยเอสไอกำหนดให้หน่วยเป็น เมตร/วินาที²
            ในการเคลื่อนที่ของวัตถุ บางช่วงเวลาวัตถุจะมีความเร็วคงตัว ซึ่งหมายถึงขนาดของความเร็วและทิศการเคลื่อนที่ของวัตถุไม่เปลี่ยนแปลง ความเร็วของวัตถุจะเปลี่ยนเมื่อมีการเปลี่ยนขนาดของความเร็ว หรือมีการเปลี่ยนทิศ หรือมีการเปลี่ยนทั้งขนาดและทิศของความเร็ว โดยจะเรียกว่าวัตถุมีความเร่ง
            เนื่องจากความเร็วที่เปลี่ยนไปเป็นปริมาณเวกเตอร์ ดังนั้นความเร่งจึงเป็นปริมาณเวกเตอร์ โดยมีทิศเดียวกับทิศของความเร็วที่เปลี่ยนไป ความเร่งเฉลี่ยในช่วงเวลาสั้น ๆ จะเป็นความเร่งขณะหนึ่ง ซึ่งถ้าวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร่งขณะหนึ่งเท่ากันตลอดการเคลื่อนที่ ก็จะถือได้ว่าวัตถุนั้นเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงตัว


หรือ

             ความเร่งขณะหนึ่ง คือ ความเร่งในช่วงเวลาสั้น ๆ ในกรณีที่เราหาความเร่ง เมื่อ t เข้าใกล้ศูนย์ ความเร่งขณะนั้นเราเรียกว่าความเร่งขณะหนึ่ง

             ถ้าข้อมูลเป็นกราฟ หาได้จาก slope ของเส้นสัมผัส

การนำความรู้เรื่องความเร่งไปใช้

จรวด (Rocket)

 

จรวดหลายตอน

              การนำจรวดขึ้นสู่อวกาศนั้นจะต้องทำการเผาไหม้เชื้อเพลิงจำนวนมาก เพื่อให้เกิดความเร่งมากกว่า 9.8 เมตร/วินาที2 หลายเท่า ดังนั้นจึงมีการออกแบบถังเชื้อเพลิงเป็นตอนๆ เราเรียกจรวดประเภทนี้ว่า “จรวดหลายตอน”(Multistage rocket) เมื่อเชื้อเพลิงตอนใดหมด ก็จะปลดตอนนั้นทิ้ง เพื่อเพิ่มแรงขับดัน (Force) โดยการลดมวล (mass) เพื่อให้จรวดมีความเร่งมากขึ้น (กฎของนิวตัน ข้อที่ 2: ความเร่ง = แรง / มวล)


          ความรู้เรื่องความเร่งได้ถูกนำไปใช้ในเรื่องความปลอดภัยของการใช้ยานพาหนะ เช่น เข็มขัดนิรภัย ที่มีอุปกรณ์พิเศษที่สามารถล็อกตัวเองได้เมื่อเกิดอุบัติเหตุ เช่น รถชนกัน ขณะนั้นความเร็วของรถจะลดลงเป็นศูนย์อย่างรวดเร็ว ทำให้ความเร่ง (เป็นลบ) สูงมากพอที่จะทำให้อุปกรณ์พิเศษสามารถล็อกเข็มขัดนิรภัยไม่ให้ร่างกายผู้ที่สวมอยู่กระเด็นไปชนกระจกหน้า หรือหลุดกระเด็นออกจากตัวรถ
        
          นอกจากนั้น ถุงลมนิรภัยยังทำงานเมื่อเกิดอุบัติเหตุอย่างรุนแรง เช่น รถชนกัน ขณะนั้นความเร็วของรถจะลดลงเป็นศูนย์อย่างรวดเร็ว ทำให้ความเร่ง (เป็นลบ) สูงมากพอที่จะทำให้สวิตช์อุปกรณ์พิเศษของถุงลมนิรภัยทำงาน ป้องกันอันตรายให้กับผู้ขับขี่และผู้โดยสาร   


           ความเร่งยังสามารถนำไปใช้ในชีวิตประจำวันในเรื่องของการขับรถ ขณะที่เราจะแซงรถคันหน้าเราต้องทำให้อัตราเร่งเพิ่มขึ้นมากกว่ารถคันหน้าที่เราจะแซง เราจึงจะสามารถแซงรถคันหน้าพ้น

      เมื่อพูดถึงจรวด เราหมายถึงอุปกรณ์สำหรับสร้างแรงขับดันเท่านั้น หน้าที่ของจรวดคือ การนำยานอวกาศ ดาวเทียม หรืออุปกรณ์ประเภทอื่นขึ้นสู่อวกาศ แรงโน้มถ่วง (Gravity) ของโลก ณ พื้นผิวโลกมีความเร่งเท่ากับ 9.8 เมตร/วินาที 2 ดังนั้นจรวดจะต้องมีแรงขับเคลื่อนสูงมาก เพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลก