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L’accélération est le taux de variation de la vitesse en fonction du temps. C’est un vecteur, c’est-à-dire qu’elle a à la fois une magnitude et une direction. Elle est mesurée en mètres par seconde au carré ou en mètres par seconde (vitesse de l’objet ou vitesse) par seconde.
En termes de calcul, l’accélération est la dérivée seconde de la position par rapport au temps ou, alternativement, la dérivée première de la vitesse par rapport au temps.
Accélération – Changement de vitesse
L’expérience quotidienne de l’accélération se fait dans un véhicule. Vous appuyez sur l’accélérateur, et la voiture accélère au fur et à mesure que le moteur applique une force croissante sur le groupe motopropulseur. Mais la décélération est aussi une accélération – la vitesse change. Si vous enlevez votre pied de l’accélérateur, la force diminue et la vitesse est réduite au fil du temps. L’accélération, comme on l’entend dans les publicités, suit la règle du changement de vitesse (miles par heure) dans le temps, comme par exemple de zéro à 60 miles par heure en sept secondes.
Unités d’accélération
Les unités SI pour l’accélération sont m / s2 (mètres par seconde au carré ou mètres par seconde par seconde).
Le gal ou galiléo (Gal) est une unité d’accélération utilisée en gravimétrie mais n’est pas une unité SI. Elle est définie comme 1 centimètre par seconde au carré. 1 cm/s2
Les unités anglaises pour l’accélération sont les pieds par seconde par seconde, ft/s2
L’accélération standard due à la gravité, ou gravité standard g0, est l’accélération gravitationnelle d’un objet dans le vide près de la surface de la terre. Elle combine les effets de la gravité et de l’accélération centrifuge due à la rotation de la Terre.
Conversion des unités d’accélération
Valeur
m/s2
1 Gal, ou cm/s2
0.01
1 ft/s2
0.304800
1 g0
9.80665
La deuxième loi de Newton – l’accélération du calcul
L’équation mécanique classique de l’accélération provient de la deuxième loi de Newton : La somme des forces (F) sur un objet de masse constante (m) est égale à la masse m multipliée par l’accélération de l’objet (a).
F = am
Par conséquent, on peut réarranger cela pour définir l’accélération comme :
a = F/m
Le résultat de cette équation est que si aucune force n’agit sur un objet (F = 0), elle ne s’accélérera pas. Sa vitesse restera constante. Si l’on ajoute de la masse à l’objet, l’accélération sera plus faible. Si on enlève de la masse à l’objet, son accélération sera plus élevée.
La deuxième loi de Newton est l’une des trois lois de la motion Isaac Newton publiée en 1687 dans Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Principes mathématiques de la philosophie naturelle).
Accélération et relativité
Alors que les lois de Newton sur le mouvement s’appliquent aux vitesses que nous rencontrons dans la vie quotidienne, une fois que les objets se déplacent à une vitesse proche de celle de la lumière, les règles changent. C’est alors que la théorie spéciale de la relativité d’Einstein est plus précise. La théorie spéciale de la relativité dit qu’il faut plus de force pour provoquer une accélération lorsqu’un objet s’approche de la vitesse de la lumière. Au bout d’un certain temps, l’accélération devient de plus en plus faible et l’objet n’atteint jamais vraiment la vitesse de la lumière.
Selon la théorie de la relativité générale, le principe d’équivalence dit que la gravité et l’accélération ont des effets identiques. Vous ne savez pas si vous accélérez ou non, à moins que vous ne puissiez observer sans aucune force sur vous, y compris la gravité.
