तात्क्षणिक त्वरण

Instantaneous acceleration

तात्क्षणिक त्वरण समय में किसी विशिष्ट क्षण में किसी वस्तु के त्वरण को संदर्भित करता है। यह वह दर है जिस पर किसी वस्तु का वेग उस विशेष क्षण में समय के संबंध में बदलता है।

परिभाषा

त्वरण, सामान्य रूप से, समय में परिवर्तन से विभाजित वेग में परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया जाता है। हालाँकि, जब हम तात्क्षणिक त्वरण के बारे में बात करते हैं, तो हम एक अत्यंत छोटे समय अंतराल या एक विशिष्ट क्षण पर ध्यान केंद्रित कर रहे होते हैं। उस पल में, वस्तु का वेग बदल सकता है, या तो बढ़ रहा है या घट रहा है, और तात्क्षणिक त्वरण उस परिवर्तन की दर को मापता है।

गणितीय रूप

तात्क्षणिक त्वरण $(a)$ उस दर को संदर्भित करता है जिस पर किसी वस्तु का वेग $(v)$ समय में एक विशिष्ट क्षण में बदलता है। यह समय ($(t)$ के संबंध में वेग का व्युत्पन्न है, या वेग में परिवर्तन की दर है। गणितीय रूप से, तात्क्षणिक त्वरण ($a$) को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

$a={dv \over dt}$

यहाँ, , और । समय के संबंध में वेग का व्युत्पन्न तात्क्षणिक त्वरण है।

   $a$ तात्कालिक त्वरण को दर्शाता है।

   $dv$ बहुत कम समय अंतराल में वेग में परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है ।

$dt$ समय में इसी परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है ।

उदाहरण

किसी विशेष क्षण में तात्क्षणिक त्वरण ज्ञात करने के लिए, आपको समय के संबंध में वस्तु के वेग के फलन के व्युत्पन्न की गणना करने की आवश्यकता है।गणितीय कलन (कैलकुलस) में, यह वेग फलन के रूप के आधार पर विभेदीकरण तकनीकों जैसे घात नियम, श्रृंखला नियम या उत्पाद नियम का उपयोग करके किया जा सकता है।

तात्क्षणिक त्वरण दर्शाता वेग और समय का आरेख

उदाहरण के लिए, यदि आपके पास वेग फलन $V(t)=3t^{2}+2t$ है, जहां $t$ सेकंड में समय है, तो आप वेग फलन को अलग करके तात्क्षणिक त्वरण पा सकते हैं:

$a=dV/dt=d(3t^{2}+2t)/dt$

घात नियम और विभेदन के योग नियम का उपयोग करते हुए, व्युत्पन्न बन जाता है:

$a=6t+2$

तो, इस उदाहरण के लिए किसी भी समय $t$ पर तात्क्षणिक त्वरण समीकरण $a=6t+2$ द्वारा दिया गया है।

गुणधर्म

तात्क्षणिक त्वरण, धनात्मक, ऋणात्मक या शून्य हो सकता है। यदि त्वरण धनात्मक है, तो इसका अर्थ यह है कि वस्तु की गति बढ़ रही है। यदि त्वरण ऋणात्मक है, तो इसका तात्पर्य है कि वस्तु धीमी हो रही है या कम हो रही है। यदि त्वरण शून्य है, तो इसका अर्थ है कि वस्तु एक समान वेग से गति कर रही है।

तात्क्षणिक त्वरण की अवधारणा को बेहतर ढंग से समझने के लिए, एक चलित मोटर यान के उदाहरण पर विचार करेने पर,उस एक विशेष क्षण को ध्यान में रखना होगा, जब चालक त्वरक पेडल दबाता है, जिससे कार की गति $5$ सेकंड में $40$ किमी/घंटा से बढ़कर $60$ किमी/घंटा हो जाती है। इस समय अंतराल में औसत त्वरण ($60$ किमी/घंटा $-40$ किमी/घंटा) / $5s=4$ किमी/घंटा/सेकंड होगा। हालाँकि, तात्क्षणिक त्वरण उस विशिष्ट क्षण में ठीक वेग में परिवर्तन की दर का बोध करवाएगा ।

संक्षेप में

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि तात्क्षणिक वेग की तरह तात्क्षणिक त्वरण वस्तु की पूरी गति में भिन्न हो सकता है। त्वरण को कारकों से प्रभावित किया जा सकता है जैसे कि वस्तु पर कार्यरत बल, दिशा में परिवर्तन, और बदलती गति। सरल शब्दों में, यदि समय के साथ कार की गति का रेखांकन को देखा जा रहा है, तो उस रेखांकन पर एक विशिष्ट बिंदु पर तात्क्षणिक त्वरण, उस बिंदु पर वक्र की तीव्रता बतलता है। इस संदर्भ में तीव्र वक्र का अर्थ उच्च त्वरण है ।

तात्क्षणिक त्वरण यह मापता है कि किसी विशिष्ट क्षण में किसी वस्तु का वेग कितनी द्रुतता से बदलता है। यह किसी विशेष समय पर वस्तु के त्वरण का एक आशुचित्र (स्नैपशॉट) लेने जैसा है, जो यह ज्ञान देता है कि वस्तु उस समय कितनी तीव्रता से तेज या धीमी हो रही है।