描述動點的速度的大小和方向隨時間變化的物理量,它是一個向量,用a表示。

  點在直線運動中的加速度 若點的運動軌跡為一直線,位移、速度和加速度隻有正負兩個方向,可用無方向的標量sva 表示。。取Ox 軸與此直線重合(圖1)。設在某一時刻t,點在軌跡上的位置為M,相應的坐標為x,速度為v。x和v都是時間t的函數。又設點在時刻t′的速度為v′,於是

表示點的速度在 Δt時間內的平均變化率。當 Δt→0時,am的極限a表示點在時刻t的速度變化率,稱為點的加速度

  點在曲線運動中的加速度 若在直角坐標系Oxyz中,點的軌跡是一條空間曲線,則在任一時刻t,點在軌跡上的位置矢量r,可用矢量方程rr(t)表示。設在時刻tt′,點在軌跡上的位置(圖2)分別為M和M′,相應的速度矢量為vv′。

表示在 Δt時間內,點的速度的平均變化率,當Δt→0時,am的極限a表示點在時刻t的速度變化率,稱為點的加速度。因此

即點的加速度矢量a是點的速度矢量v對時間的一階導數,也是點的矢徑r對時間的二階導數。軌跡曲線上的任一點有一個密切面和法平面。時刻t點的加速度a在軌跡曲線上M點的密切面內,並指向軌跡凹的一側。設點M的直角坐標為x、yz,速度v和加速度a在各直角坐標軸上的投影分別為vxvyvzaxayaz,則由定義有

即加速度a在各坐標軸上的投影等於速度v的相應投影對時間的一階導數,也等於點的相應坐標對時間的二階導數。加速度a的大小為

而它的方向由矢量 a與各坐標軸間夾角的方向餘弦決定,即由cos( ai)= a x/ a,cos( aj)= a y/ a,cos( ak)= a z/ a決定, ijk分別為x、 yz軸上的單位矢量。

  切向加速度 加速度a沿軌跡切線方向的分量,用aτ表示(圖3)。aτ=

表示軌跡上M點的切線方向的單位矢量, v為速度 v在切線方向投影的大小, s為M點的弧坐標。

  令

於是,點的切向加速度等於速度v的大小對時間的一階導數,或等於點的弧坐標對時間的二階導數。切向加速度表示速度矢量的大小對時間的變化率。當dv/dtv同號時,點作加速運動,反之,點作減速運動。

  法向加速度 加速度a沿軌跡主法線方向的分量,用an表示。

n表示軌跡上M點的主法線方向的單位矢量, ρ為M點處軌跡曲線的曲率半徑。令 a n= v 2/ ρ,則點的加速度在主法線 n上的投影等於速度的二次方除以軌跡曲線在該點處的曲率半徑。分量 a n總指向軌跡曲線向凹的一邊,即指向曲率中心,它反映瞭速度矢量的方向隨時間的變化率。由此可見,加速度 a可以分解為切向加速度 a τ和法向加速度 a n(圖3),即

於是,加速度a的大小

其方向可由 a對於切線方向 和主法線方向 n 的夾角的方向餘弦決定,即由cos( a )= a τ/ a,cos( an)= a n/ a決定。

  點在復合運動中的加速度 相對加速度 設點相對於參照系Oxyz運動,而另一個參照系Oxyz′又相對於Oxyz運動,則稱Oxyz為靜止參照系,而Oxyz′稱為運動參照系(圖4)。

  點在相對運動(見速度)中的加速度用ar表示,即

式中

表示相對速度, r′表示某一時刻 t點M相對於 Oxyz′的矢徑。微分符號上的~號表示求導數時認為運動參照系是不動的。

  牽連加速度 設點固連在運動參照系中,隨此參照系運動而具有的加速度用ae表示

式中包括兩個分量:

是平動牽連加速度,它表示運動參照系 Oxyz′作隨坐標原點 O′平動時點M所具有的加速度。 為平動速度,即運動參照系 Oxyz′的坐標原點 O′的速度, r 表示 O′點對靜止參照系 O x yz的矢徑。 表示運動參照系 Oxyz′在瞬時 t的瞬時角速度矢量, 是轉動牽連加速度,它表示運動參照系 Oxyz′作為剛體繞 O′點運動時,點所具有的加速度。

  科裡奧利加速度 由於點的相對運動和運動參照系的牽連運動(見速度)相互影響而引起的附加加速度,用aσ表示

aσ2ω ×vr

  例如,由於地球繞地軸轉動,地面上的物體相對地球運動時隻要其相對速度的方向不和地軸平行,此物體就具有科裡奧利加速度。沿地球經線或沿緯線運動的物體都有科裡奧利加速度aσ(圖5)。在大氣和河流的運動中都要考慮到它。由於地球自轉角度很小,在一般工程問題中,可以不考慮此加速度。

  加速度的合成 點在作復合運動中的加速度a即絕對加速度,等於相對加速度ar,牽連加速度ae以及科裡奧利加速度aσ的矢量和,即

aar+ae+aσ

這就是加速度合成定理,又稱科裡奧利定理。如運動參照系僅作平動,則科裡奧利加速度為零,此時加速度合成定理為

aar+ae

  加速度的量綱為LT-2,它的SI單位為m/s2