Ryv (trhnutí) — fyzikální veličina popisující změnu zrychlení
Ryv neboli trhnutí (angl. jerk) je rychlost změny zrychlení. Popisuje prudké změny pohybu, měří se v m/s^3 a má význam v dynamice, řízení pohybu a pohodlí přepravy.
Ryv, v češtině často označovaný také jako trhnutí, je fyzikální veličina definovaná jako časová derivace zrychlení. Jinými slovy jde o rychlost, jakou se mění zrychlení v čase. V angličtině se pro tuto veličinu používají termíny jerk, jolt, surge nebo lurch. Ryv je vektorová veličina, takže má směr i velikost a jednotkou v soustavě SI je metr za sekundu na třetí (m/s^3).
Galerie obrázků
3 Obrázky
Charakteristika a měření
Matematicky je ryv třetí derivací polohové funkce podle času, nebo první derivací zrychlení. V kalkulu se této operaci obecně říká derivace a vyjadřuje okamžitou míru změny. Jako vektor lze ryv rozložit na složky v klassických souřadnicích; jeho skalární velikost se určí jako normu tohoto vektoru. Pro praktičtější použití se často sledují RMS nebo maximální hodnoty ryvu v daném časovém intervalu.
Historie a názvosloví
Pojem vznikl z potřeby popsat další stupeň změn pohybu nad rámec pozice, rychlosti a zrychlení, zejména v inženýrských oborech zabývajících se řízením pohybu a pohodlím cestujících. V technické literatuře se nejčastěji objevuje anglické označení jerk, z čehož čeština převzala termíny jako trhnutí nebo méně často ryv. Pro diskuse o dynamice sil se objevuje i pojem yank, což se vztahuje k souvislosti mezi ryvem a výslednou reakcí síly při konstantní hmotnosti.
Význam a příklady použití
- Pohodlí v dopravě: náhlé změny zrychlení (vysoký ryv) působí nepříjemné trhnutí cestujícím v autech či vlacích.
- Řízení pohybu a robotika: hladké trajektorie vyžadují omezení ryvu pro minimalizaci opotřebení a zajistit stabilitu pohonu.
- Analýza vibrací a konstrukcí: při návrhu tlumení se sledují i vyšší derivace k minimalizaci impulsních zatížení.
- Bezpečnostní systémy: při náhlých manévrech se hodnotí ryv, aby se zabránilo ztrátě kontroly.
Vztahy k jiným veličinám a relativistické poznámky
Pro klasické ne-relativistické pohyby platí jednoduchý vztah: síla je součin hmotnosti a zrychlení, a analogicky lze zavést pojem Yank jako hmotnost krát ryv, tedy derivaci síly při konstantní hmotnosti. Když se však rychlost tělesa blíží rychlosti světla, je vhodné uvažovat o derivaci hybnosti místo prosté síly. Hybnost a její časová změna jsou popisovány pomocí veličiny hybnost, a derivace té může vést k relativistickým modifikacím pojmu ryv.
Další poznámky a odkazy
Jednotky ryvu lze rozepsat jako m/s^3; rozumět jim pomáhá znalost základních jednotek jako metr a sekunda. V odborných textech se často kombinuje numerické měření ryvu s jeho frekvenční analýzou nebo s hodnotami prvních a druhých derivací pro komplexní posouzení dynamického chování. Pro základní matematické vysvětlení doporučení hledat termíny jako skalární a norma vektorů, které pomohou pochopit, jak z vektorového ryvu získat jeho velikost.
Jeho použití
Trhavina se používá ve strojírenství, zejména při výrobě horských drah. Slabé předměty, jako jsou lidé, mohou být poškozeny velkým zrychlením nebo velkým trhnutím. Na trhnutí je třeba myslet také při výrobě jakéhokoli výrobku. Náhlá změna zrychlení znamená velmi velký trhavý pohyb. Rozsah vystavení trhnutí je často dobrým ukazatelem míry opotřebení nástrojů při běžném používání; lépe odpovídá vzniku únavy kovu mezi jinými způsoby poruch.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to blbec?
Odpověď: Trhnutí je změna zrychlení objektu. Matematicky se jedná o derivaci neboli rychlost změny zrychlení podle času.
Otázka: Jaké další názvy se používají pro označení trhnutí?
A: Jerk se také nazývá jolt (v britské angličtině), surge nebo lurch.
Otázka: Je trhnutí vektorová nebo skalární hodnota?
Odpověď: Jerk je vektor a pro jeho skalární hodnotu neexistuje výraz.
Otázka: Jak se měří trhnutí?
Odpověď: Trhnutí se měří v metrech za sekundu krychlových (m/s^3).
Otázka: Co si lze představit pod pojmem trhnutí?
Odpověď: Yank lze považovat za sílu ve smyslu trhnutí. Síla je hmotnost krát zrychlení a podobně je Yank hmotnost krát trhnutí; je to také derivace síly.
Otázka: Jak se to změní, když se objekt pohybuje rychlostí blízkou rychlosti světla?
Odpověď: Když se objekt pohybuje rychlostí blízkou rychlosti světla, lze sílu místo toho zapsat jako derivaci hybnosti; v tomto případě by pak Yank byla rychlost změny této derivace.
Související články
Autor
AlegsaOnline.com Ryv (trhnutí) — fyzikální veličina popisující změnu zrychlení Leandro Alegsa
URL: https://cs.alegsaonline.com/art/49966