Ваздухопловна медицина/Садржај/Брзина и убрзање

Брзина

У ширем смислу брзина је промена неке величине у јединици времена. У ужем смислу брзина је промена положаја (координате) у јединичном времену, дакле, ако се не нагласи величина о којој се ради, подразумева се да је у питању кретање и онда је брзина величина пређеног пута у јединици времена. Средња брзина је укупна промена посматране величине која се одиграла у одабраном временском интервалу и дефинише се као количник укупне промене и укупног времена.

Убрзање

У физици, убрзање је мера промене брзине у јединици времена. Код константног убрзања при праволинијском кретању формула за убрзање представља количник прираштаја брзине и протеклог времена.

Код слободног пада је овај прираштај брзине непроменљив, па је и убрзање константно (за релативно мале висине) и означава се са (g), а износи приближно 9,81 m/s². Ова величина убрзања (g) се зове; убрзање земљине теже , јединица силе теже, или гравитациона сила.

Обзиром да је брзина векторска величина, то је и промена брзине векторска величина. Вектор промене брзине је резултанта нормалног убрзања (које је нормално на вектор брзине), и тангенцијалног убрзања (које је истог правца као и вектор брзине). У специјалном случају праволинијског кретања нормална компонента убрзања је једнака нули па је вектор убрзања истог правца као и вектор брзине. Код равномерног кружног кретања тангенцијална компонента убрзања је једнака нули, те је вектор убрзања нормалан на вектор брзине, односно у правцу је полупречника. У сличају негативног прираста брзине се користи појам успорење или кочење, а вектор убрзања има супротан смер од вектора брзине. Промене убрзања и брзине засновано је Њутновим законима кретања, јер је убрзање пропорционално величини силе а обрнуто пропорционално маси тела.

$\mathbf {F} =m\mathbf {a} \quad \to \quad \mathbf {a} =\mathbf {F} /m$

Гравитационо убрзање

Анимација дејства гравитационе силе

У Ваздухопловној медицини је уобичајено да се величина убрзања мери јединицом силе теже и обележава се ознаком (g). При дејству силе која производи убрзање од 2 (g), тежина тела се повећава за два пута, односно за онолико пута за колико износи вредност гравитационе силе (g).

У физици, гравитационо убрзање је убрзање предмета изазвано дејством силе гравитације другог предмета. У одсууству свих других сила сваки ће убрзавати у гравитационом пољу на исти начин, без обзира на масу предмета. На Земљиној површини сви предметаи падају са убрзањем 9,78 i 9,82 m/s² у зависности од географске ширине, са конвекцијом стандардне вредности од тачно 9,80665 m/s², (приближно 32,174 ft/s²).

Гравитационо убрзање у односу на неки предмет приказано је као;

$\mathbf {g} =-{mG \over r^{2}}\mathbf {\hat {r}}$

где је;

m - маса предмета,

r - удаљеност од центра предмета до места за које разматрамо гравитационо убрзање,

$\mathbf {\hat {r}}$ - вектор јединичне дужине од центра предмета до места за које разматрамо гравитационо убрзање,

G - гравитациона константа свемира.

Њутонови закони кретања

Први и други закон на латинском језику. Њутнова: Principia matematica, издање 1687.године.

Њутонови закони су скуп од три основна закона класичне физике, који описују везу између кретања тела и сила које делују на тело. Ови закони чине темеље класичне механике, а како се у ваздухопловству највећи део пилотских активности везан за кретање њихово познавање је од изузетног значаја за правилно схватање свих утицаја које кретање има на организам пилота,

Први закон: Закон инерције

Овај закон описује принцип инерције и може се исказати на овај начин; Свако тело жели да задржи стање у коме се налази, било да мирује или се креће равномерно праволинијски. Да би дошло до промене тог стања потребно је дејство неке силе, или тело на које не делују силе има тежњу да настави кретање истим смером и брзином.

Други закон: Закон силе

Приликом дејства неке силе на тело оно се креће убрзано, за цело време тог дејства. Величина силе на неко тело управо је сразмерна убрзању и маси тог тела. Смер силе има исти смер као и убрзање. Убрзање је управопропорционално величини силе а обрнуто пропорционално маси тела

$\mathbf {F} =m\mathbf {a} \quad \to \quad \mathbf {a} =\mathbf {F} /m$, ( где је F сила, m маса, a убрзање.)

Сваку акцију прати сила реакције

Трећи закон: Закон акције и реакције

Сваку акцију неке силе на неко тело прати реакција. Сила реакције, односно сила инерције исте је величине и правца као и дејствујућа сила али је супротног смера

Ови закони су важећи само у класичној механици, где је брзина много мања од брзине светлости а маса тела пуно већа него је величина атомских делова (електрон, протон, неутрон). У случају изузетно великих брзина, упоредивих са брзином светлости, или изузетно малих маса, упоредивих са масом атома, појављују се други ефекти који се прецизно описују законима квантне механике. Из закона квантне механике се добијају Њутнови закони тако што се апроксимира да су брзине бесконачно мале спрам брзине светлости.

---