ความเร่ง (Acceleration)ในวิชาวิทยาศาสตร์สาขาฟิสิกส์

ความเร่งขณะใดขณะหนึ่ง (Instantaneous acceleration) โดยใช้สัญลักษณ์ คือ

หากเขียนกราฟของความเร็วกับเวลา ความชันของเส้นสัมผัสที่จุดต่าง ๆ ก็คือความเร่งของ วัตถุที่จุดนั้นๆ ในทำนองเดียวกันกับที่ความเร็วเป็นความชันของ กราฟระหว่างตำแหน่งกับเวลา สำหรับคำว่า อัตราเร่ง ก็จะไม่คิดทิศทางในลักษณะ เดียวกับอัตราเร็ว

กรณีที่วัตถุเคลื่อนที่อัตราเร็วที่ไม่สม่ำเสมอ หรือความเร็วไม่สม่ำเสมอ วัตถุมีค่าความเร่ง

ความหมายของอัตราเร่งหรือความเร่ง คือ อัตราเร็วหรือ ความเร็วที่เปลี่ยนไปในหนึ่งหน่วยเวลาที่วัตถุมีการเคลื่อนที่

การคำนวณหาค่าอัตราเร่ง ทำได้โดยหาอัตราเร็วที่เปลี่ยนไปโดยใช้อัตราเร็วสุดท้ายของการเคลื่อนที่ลบด้วยอัตราเร็วเริ่มต้นของการเคลื่อนที่ หารด้วยเวลาที่ใช้เปลี่ยนค่าอัตราเร็วนั้น เช่น

กำหนดให้ เป็นอัตราเร็วเริ่มต้นของการเคลื่อนที่
เป็นอัตราเร็วสุดท้ายของการเคลื่อนที่
เป็นเวลาขณะที่เริ่มต้นการเคลื่อนที่
เป็นเวลาในช่วงสุดท้ายของการเคลื่อนที
เป็นค่าอัตราเร่งของการเคลื่อนที่
สมการแสดงความสัมพันธ์ คือ
หรือ ถ้า คือ ช่วงเวลาที่มีการเปลี่ยนค่าอัตราเร็ว (สมการที่ 2)
สำหรับสูตรในการคำนวณหาค่าความเร่ง ใช้สูตรเดียวกัน เพียงแต่ค่าความเร็วที่เปลี่ยนไปเป็นปริมาณสเกลลาร์

ลองคิดดู ถ้าอัตราเร็วสุดท้ายของการเคลื่อนที่มีค่าน้อยกว่าอัตราเร็วเริ่มต้นการเคลื่อนที่ค่าของอัตราเร่งเป็นอย่างไร
ค่าความเร่งเป็นลบ อธิบายการเคลื่อนที่ได้อย่างไร มีผลเช่นเดียวกับค่าอัตราเร่งที่เป็นลบหรือไม่

ถ้าอัตราเร็วสุดท้ายมีค่าน้อยกว่าอัตราเร็วตอนเริ่มต้น ทำให้ค่าอัตราเร่งเป็นลบ ดังนั้นค่าอัตราเร่งเป็นลบแปรความหมายได้ว่า การเคลื่อนที่ของวัตถุช้าลง
แต่ถ้าความเร่งซึ่งเป็นปริมาณเวกเตอร์เป็นลบ หมายความว่า ความเร่งของวัตถุมีทิศทางตรงข้ามกับความเร็วเริ่มต้น ถ้าเป็นการเคลื่อนที่แนวตรงทำใหวัตถุเคลื่อนที่ช้าลงจนหยุดในที่สุด และวัตถุยังคงมีค่าความเร่งเป็นลบต่อไปวัตถุจะเคลื่อนที่ย้อนกลับทางเดิมด้วยอัตราเร็วที่มีค่าเพิ่มขึ้น

การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ

1. การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรงที่ไปทิศทางเดียวกันตลอด เช่น โยนวัตถุขึ้นไปตรงๆรถยนต์ กำลังเคลื่อนที่ไปข้างหน้าในแนวเส้นตรง

2. การเคลื่อนที่ในแนวเส้นตรง แต่มีการเคลื่อนที่กลับทิศด้วย เช่น รถแล่นไปข้างหน้าในแนวเส้นตรง เมื่อรถมีการเลี้ยวกลับทิศทาง ทำให้ทิศทางในการเคลื่อนที่ตรงข้ามกัน

การเคลื่อนที่หรือการเคลื่อนที่ของวัตถุต้องมี ระยะทาง การกระจัด ความเร็ว อัตราเร็ว และความเร่ง

1. ระยะทาง คือ ระยะทางหรือความยาวที่วัตถุเคลื่อนที่ไปได้ทั้งหมด ใช้สัญลักษณ์ตัว S เป็นปริมาณสเกลาร์ มีหน่วยเป็น เมตร ( m )

2. การกระจัด คือ เส้นตรงที่ลากจากจุดเริ่มต้นไปหาจุดสุดท้าย ใช้สัญลักษณ์ตัว S เป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็น เมตร ( m )

3. ความเร็ว คือ การกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา ใช้สัญลักษณ์ตัว V เป็นปริมาณเวกเตอร์ เพราะเราหาได้จากปริมาณ

เวกเตอร์ เพราะฉะนั้นความเร็วต้องเป็นปริมาณเวกเตอร์ด้วย มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที ( m / s )

จากสูตร ΔV = ΔS / Δt

V = S / t = การกระจัด / เวลา

กำหนดให้ V คือ ความเร็ว หน่วย เมตร/วินาที ( m/s )

S คือ การกระจัด หน่วย เมตร ( m )

t คือ เวลา หน่วย วินาที ( s )

หน่วย เมตร/วินาที ( m / s )

4. อัตราเร็ว คือ ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ทั้งหมดในหนึ่งหน่วยเวลา ใช้สัญลักษณ์ตัว V เป็นปริมาณสเกลาร์ เพราะเราหาได้จากปริมาณสเกลาร์ เพราะฉะนั้น อัตราเร็วจึงต้องเป็นปริมาณสเกลาร์ด้วย มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที ( m / s )

จากสูตร ΔV = ΔS / Δt

V = S / t = ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปทั้งหมด / เวลา

กำหนดให้ V คือ อัตราเร็ว หน่วย เมตร/วินาที ( m/s )

S คือ ระยะทาง หน่วย เมตร ( m )

t คือ เวลา หน่วย วินาที ( s )

หน่วย เมตร/วินาที ( m / s )

5. ความเร่ง คือ ความเร็วที่เปลี่ยนแปลงไปของวัตถุในหนึ่งหน่วยเวลา ใช้สัญลักษณ์ตัว a เป็นปริมาณเวกเตอร์
มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที² ( m / s² )

จากสูตร Δa = ΔV / Δt = ความเร็วที่เปลี่ยนแปลงไป / เวลา

a = v₂ – v₁ / t₂– t₁

หรือ a = v – u / t

กำหนดให้ a คือ ความเร่ง หน่วย เมตร/วินาที² ( m / s² )

u คือ ความเร็วเริ่มต้น หน่วย เมตร / วินาที ( m /s )