Metriä sekunnissa toiseen (m/s²) – kiihtyvyyden yksikkö ja määritelmä
Selkeä opas m/s² (metriä sekunnissa toiseen): määritelmä, laskuesimerkit ja käytännön sovellukset, jotka auttavat ymmärtämään kiihtyvyyden mittaamisen.
Metri sekunnissa neliössä (tai m/s2 tai metri sekunnissa sekunnissa) on kiihtyvyyden mittayksikkö.
Jos kappale kiihtyy 1 m/s2, se tarkoittaa, että sen nopeus kasvaa 1 m/s joka sekunti. Toisin sanoen joka sekunti kappaleen nopeus muuttuu yhdellä metriä sekunnissa.
Matemaattinen määritelmä
Kiihtyvyys a määritellään nopeuden muutoksena ajan funktiona:
a = Δv / Δt
Tässä Δv on nopeuden muutos (m/s) ja Δt on aikaväli (s). Yksiköt antavat tulokseksi metrejä sekunnissa neliössä (m/s2), eli kuinka monta metriä sekunnissa nopeus muuttuu joka sekunti.
Esimerkki
- Jos kappaleen nopeus muuttuu 0 m/s → 10 m/s ajan 2 s aikana, keskikiihtyvyys on a = (10 − 0) / 2 = 5 m/s2.
- Maan pinnan läheisyydessä putoavien kappaleiden putoamiskiihtyvyys on noin g ≈ 9.81 m/s2, mikä tarkoittaa, että nopeus kasvaa noin 9.81 m/s joka sekunti (ilman ilmanvastusta).
Suuntariippuvuus ja skalaarisuusarvo
Kiihtyvyys on vektorisuure: sillä on sekä suuruus että suunta. Yksikkö m/s2 kuvaa vektorin suuruutta. Kun puhutaan pelkästään suuresta (esimerkiksi "kiihtyvyys on 5 m/s2"), tarkoitetaan yleensä vektorin suuruutta ilman suunnan ilmoittamista.
Suhde voimaan ja SI-järjestelmään
Kiihtyvyyden yksikkö m/s2 on SI-järjestelmän johdettu yksikkö. Newtonin II lain mukaan voima F ja kiihtyvyys a liittyvät massaan m yhtälöllä F = m·a. Tämän seurauksena newtonin (N) yksikkö voidaan ilmaista perusyksiköillä: 1 N = 1 kg·m/s2.
Mittaaminen ja esitystavat
- Kiihtyvyys mitataan esimerkiksi kiihtyvyysantureilla (akselerisensoreilla) ja gyroskoopeilla.
- Yksikköä voidaan myös kirjoittaa muodossa m·s−2, joka ilmaisee metriä sekunnin toiseen potenssiin kääntäen.
- Joissain arkipäivän yhteyksissä kiihtyvyyden muutosta ilmoitetaan myös km/h per sekunti — tämän voi muuntaa m/s2:ksi.
Yhteenvetona: m/s2 kuvaa, miten nopeasti nopeus muuttuu ajan kuluessa. Se on keskeinen suure liikkeen kuvauksessa ja fysiikan perusyhtälöissä.
Etsiä