Chapter 2 · Section 4Textbook pages 34–37

Acceleration and Retardation ത്വരണം, മന്ദീകരണം

A KSRTC bus pulls out of the stand: its velocity goes 0, 4, 8, 12 m/s… A motorbike brakes near a signal: 20, 15, 10, 5, 0 m/s. How fast does the velocity change? That rate is the acceleration (ത്വരണം). When the velocity falls, we get a negative acceleration – the retardation (മന്ദീകരണം).

📖 What you need (pages 2, 4, 6 and 7 of this guide)

1. The accelerator – Fig 2.6

വാഹനങ്ങളിൽ പ്രവേഗം വർധിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു സംവിധാനമാണ് ആക്സിലറേറ്റർ.
The accelerator (ആക്സിലറേറ്റർ) is a device used in vehicles to increase the velocity. On a motorbike it is the twist-grip on the right handle; in a bus or car it is the pedal on the right.

ഒരു ബസ്സിൽ നിങ്ങൾ ഇരിക്കുന്നതായി സങ്കല്പിക്കൂ. Imagine you are sitting in a bus. It starts and moves forward along a straight road – its velocity keeps changing. Let us measure how it changes.

2. A bus leaving the stand – Fig 2.7 and Table 2.6

The bus is at A (0 s, at rest), at B after 2 s (4 m/s), at C after 4 s (8 m/s) and at D after 6 s (12 m/s). Step through and watch Table 2.6 fill in. The marks are drawn to scale: notice that the bus covers more ground in each 2 s, because it is getting faster.

🚌 Bus lab – velocity every 2 seconds
Stage of the bus's journeyInitial velocity ആദ്യപ്രവേഗംFinal velocity അന്ത്യപ്രവേഗംChange in velocity (v − u) m/sTime for the change (t) sRate of change of velocity (v − u)/t, m/s²
(u) m/s(v) m/s
A to B04424 ÷ 2 = 2
B to C?????
C to D?????

Table 2.6 – the first row is given in the textbook; the lab fills the rest.

Textbook questions (page 34)

Q1. A മുതൽ B വരെ ബസ്സ് സഞ്ചരിക്കുമ്പോൾ A യിലെ പ്രവേഗമാണ് ……… (ആദ്യപ്രവേഗം/അന്ത്യപ്രവേഗം) – When the bus goes from A to B, the velocity at A is the ……… (initial / final velocity).

The velocity at A is the initial velocity (u = 0 m/s).
Why: "initial" means at the start of the stage we are looking at. The stage A → B starts at A.

Q2. B യിലെ പ്രവേഗമോ? – And the velocity at B?

For the stage A → B, the velocity at B is the final velocity (v = 4 m/s).
Why: B is where the stage A → B ends.

Q3. B മുതൽ C വരെ പരിഗണിക്കുമ്പോൾ B യിലെ പ്രവേഗം ……… – When we consider B to C, the velocity at B is ………

The initial velocity (u = 4 m/s) of the stage B → C.
Why: the same velocity can be "final" for one stage and "initial" for the next – it depends only on which stage you choose.

3. Acceleration – the rate of change of velocity

In every 2 s the bus gained 4 m/s, so in every second it gained 2 m/s. This change in velocity per second is the bus's acceleration.

⭐ Acceleration (textbook page 35)

ഒരു വസ്തുവിന് യൂണിറ്റ് സമയത്തിലുണ്ടായ പ്രവേഗമാറ്റത്തിന്റെ അളവ് അഥവാ പ്രവേഗമാറ്റത്തിന്റെ നിരക്കാണ് ത്വരണം (acceleration). ത്വരണം ഒരു സദിശ അളവാണ്.

Acceleration is the change in velocity per unit time, i.e. the rate of change of velocity. Acceleration is a vector quantity.

acceleration = change in velocitytime ;   a = v − ut

Unit: ത്വരണത്തിന്റെ യൂണിറ്റ് = പ്രവേഗമാറ്റത്തിന്റെ യൂണിറ്റ് ÷ സമയത്തിന്റെ യൂണിറ്റ്

unit of a = m/ss = m/s²  (read "metre per second squared")

An acceleration of 2 m/s² means: every second, the velocity grows by 2 m/s. Because acceleration is a vector, it has a direction too: when the bus speeds up, its acceleration points the same way as its motion (forward, +).

Worked example · A car at 10 m/s (page 35)

Textbook: 10 m/s പ്രവേഗത്തിൽ നേർരേഖാ പാതയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഒരു കാറിന് 5 m/s² ത്വരണം നൽകുന്നു. 2 s നു ശേഷം കാറിന്റെ പ്രവേഗം കണക്കാക്കുക. – A car moving along a straight road at 10 m/s is given an acceleration of 5 m/s². Find its velocity after 2 s.

Every second the velocity grows by 5 m/s. Rearrange a = (v − u)/t into v − u = at, so v = u + at.

🎬 Exam layout, step by step
Answer: v = u + at = 10 + 5 × 2 = 20 m/s.
⭐ Equation for the final velocity (textbook page 35)

v = u + at എന്നത് അന്ത്യപ്രവേഗം കാണാനുള്ള സമവാക്യമായി ഉപയോഗിക്കാം.

v = u + at

final velocity = initial velocity + (acceleration × time). This is the first of the three equations of motion (page 11).

Textbook question · 4 m/s to 28 m/s (page 35)

Q4. 4 m/s പ്രവേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിന്റെ പ്രവേഗം 4 s കൊണ്ട് 28 m/s ആയി മാറിയെങ്കിൽ ത്വരണം കണക്കാക്കുക. – The velocity of an object moving at 4 m/s becomes 28 m/s in 4 s. Calculate its acceleration.

u = 4 m/s, v = 28 m/s, t = 4 s. Use a = (v − u)/t.

🎬 Exam layout, step by step
Answer: a = (28 − 4) ÷ 4 = 24 ÷ 4 = 6 m/s².
Why: the velocity grew by 24 m/s in 4 s, i.e. by 6 m/s every second. Full animated solution: page 12.

4. Accelerator and brake lab

Ride a motorbike on a straight road. Set the twist-grip with the slider: to the right = accelerator (velocity grows), to the left = brake (velocity falls), the middle = constant velocity. Press Start and change the setting while it runs. The velocity–time graph draws itself; its slope is the acceleration.

🏍️ Twist the grip, press the brake

Model: the road is straight and forward is +. The brake can only bring the bike to rest – it does not make it go backwards. Top speed is capped at 30 m/s (108 km/h). Green = speeding up, red = slowing down, blue = uniform velocity.

5. Where do we see acceleration?

Q5 (Fig 2.8). അമ്യൂസ്മെന്റ് പാർക്കിലെ ഒരു ദൃശ്യമാണ് ചിത്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്. ത്വരണമുണ്ടാകുന്ന സന്ദർഭങ്ങൾ ലിസ്റ്റ് ചെയ്യൂ. – A scene in an amusement park. List the situations in which there is acceleration. (Given: ജയന്റ് വീലിന്റെ ചലനം – the motion of the giant wheel.)

  • the giant wheel turning (direction of motion keeps changing)
  • a child sliding down the slide (speeds up on the slope, slows down at the bottom)
  • the merry-go-round going round (direction changes)
  • a swing (speeds up going down, slows going up, changes direction)
  • the toy train starting and stopping; a child running and stopping
Why: acceleration is any change of velocity – speeding up, slowing down or turning. Velocity is a vector, so a change of direction alone is enough.

Q6 (page 36). നിത്യജീവിതത്തിൽ ത്വരണം ഉണ്ടാകുന്ന സന്ദർഭങ്ങൾ കണ്ടെത്തി സയൻസ് ഡയറിയിൽ രേഖപ്പെടുത്തുക. – Find situations in daily life where there is acceleration and write them in your science diary. (Given: തെങ്ങിൽ നിന്ന് താഴേക്ക് പതിക്കുന്ന തേങ്ങയുടെ ചലനം – a coconut falling from a coconut tree.)

  • a coconut falling from the tree (it gains about 10 m/s every second)
  • a bus or car starting from a stop; the Kochi Metro leaving a station
  • a ball rolling down a slope; a cyclist pedalling harder
  • a rocket lifting off from Sriharikota
Why: in each case the velocity increases as time passes.

Q7 (page 36). പ്രവേഗം കുറഞ്ഞു വരുന്ന ചില സന്ദർഭങ്ങളും നിത്യജീവിതത്തിൽ ഇല്ലേ? കൂടുതൽ ഉദാഹരണങ്ങൾ എഴുതി ലിസ്റ്റ് വിപുലീകരിക്കൂ. – There are also situations where velocity decreases. Extend the list. (Given: a train arriving at a station; a stone thrown upwards, while it goes up.)

  • a train arriving at a station (സ്റ്റേഷനിൽ എത്തിച്ചേർന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ട്രെയിൻ)
  • a stone thrown upwards, on its way up
  • a ball rolling on grass and slowing down; a braking motorbike
  • an autorickshaw stopping at a signal; a parachutist just after the parachute opens
Why: in all of these the velocity becomes smaller as time passes – the next section gives this a name.

Quick sort – does the velocity increase or decrease?

🗂️ Speeding up or slowing down?
Sort all eight.

6. Retardation – a motorbike slowing down (Fig 2.9, Table 2.7)

വേഗം കുറയുന്ന അവസരത്തിലും ത്വരണം തന്നെയാണോ? – The thinking girl asks: is it still acceleration when the speed decreases?

A motorbike passes P at 20 m/s (0 s), Q at 15 m/s (10 s), R at 10 m/s (15 s), S at 5 m/s (20 s) and stops at T (0 m/s, 40 s). Step through; Table 2.7 fills in. Distances between the marks are to scale (worked out from the velocities).

🏍️ Motorbike lab – velocity falling
StageInitial velocity (u) m/sFinal velocity (v) m/sChange (v − u) m/sTime (t) sAcceleration a = (v − u)/t, m/s²
P to Q2015−510−5 ÷ 10 = −0.5
Q to R?????
R to S?????
S to T?????

Table 2.7 – the first row is given in the textbook.

ഇവിടെ പ്രവേഗം കുറഞ്ഞുവരുന്നതായി കണ്ടുവല്ലോ. Here the velocity keeps falling, so every value of (v − u) – and so every acceleration – is negative. Answer to the girl: yes, it is still acceleration – a negative one.

⭐ Retardation (textbook page 36)

പ്രവേഗം കുറഞ്ഞുവരുന്നതിന്റെ നിരക്കാണ് നെഗറ്റീവ് ത്വരണം അഥവാ മന്ദീകരണം (retardation). ഇതിന്റെ യൂണിറ്റും m/s² ആയിരിക്കും.

The rate at which velocity decreases is the negative acceleration, or retardation. Its unit is also m/s².

Textbook questions (page 37)

Q8. മന്ദീകരണമെഴുതുമ്പോൾ നെഗറ്റീവ് ചിഹ്നം നൽകേണ്ടതുണ്ടോ? – When we write a retardation, should we put a negative sign?

No. The word "retardation" already means "negative acceleration". Write either a = −0.5 m/s² or retardation = 0.5 m/s² – never "retardation = −0.5 m/s²".
Why: writing a minus sign with the word retardation would say "negative of a negative" – i.e. speeding up, which is wrong.

Q9. ഒരു വസ്തു നിശ്ചലാവസ്ഥയിൽ നിന്ന് ചലനം ആരംഭിച്ച് 5 s കൊണ്ട് 10 m/s പ്രവേഗം ആർജിക്കുന്നു. a) ഇപ്പോൾ ത്വരണമെത്ര? b) അടുത്ത 5 s കൊണ്ട് നിശ്ചലാവസ്ഥയിലാകുന്നുവെങ്കിൽ ഈ സന്ദർഭത്തിലെ ത്വരണമെത്ര? മന്ദീകരണമെത്ര? – An object starts from rest and reaches 10 m/s in 5 s. (a) What is its acceleration? (b) If it comes to rest in the next 5 s, what is the acceleration then? What is the retardation?

(a) a = (10 − 0) ÷ 5 = 2 m/s². (b) a = (0 − 10) ÷ 5 = −2 m/s², so the retardation is 2 m/s².
Why: in (b) the initial velocity is 10 m/s and the final velocity 0 – the velocity falls, so the acceleration is negative. Full animated solution: page 12.

Q10. 5 m/s പ്രവേഗത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ഒരു വാഹനം ബ്രേക്ക് ചെയ്ത് 2 s കൊണ്ട് നിർത്തുന്നു. വാഹനത്തിന്റെ മന്ദീകരണമെത്ര? – A vehicle moving at 5 m/s brakes and stops in 2 s. What is its retardation?

a = (0 − 5) ÷ 2 = −2.5 m/s², so the retardation is 2.5 m/s².
Why: u = 5 m/s, v = 0 (it stops), t = 2 s. The negative acceleration of 2.5 m/s² is the retardation. Full animated solution: page 12.

Q11. ഒരു വസ്തുവിന്റെ രണ്ടാം സെക്കന്റിലെ പ്രവേഗം 40 m/s ഉം നാലാം സെക്കന്റിലെ പ്രവേഗം 30 m/s ഉം ആയാൽ അതിന്റെ ത്വരണമെത്ര? മന്ദീകരണമെത്ര? എട്ടാം സെക്കന്റിലെ പ്രവേഗമെത്ര? – An object's velocity is 40 m/s at the 2nd second and 30 m/s at the 4th second. Find its acceleration and retardation. What is its velocity at the 8th second?

t = 4 − 2 = 2 s; a = (30 − 40) ÷ 2 = −5 m/s², retardation 5 m/s². From the 4th to the 8th second (4 s more): v = u + at = 30 + (−5) × 4 = 10 m/s.
Why: the time is the interval between the two readings (2 s), not 4 s. We assume the same uniform acceleration continues after the 4th second. Full animated solution: page 12.
🌴 Kerala connection

A coconut falling from a 10 m tree gains about 10 m/s every second – an acceleration of about 10 m/s² – and hits the ground at about 14 m/s, which is why nobody parks under a coconut tree. A Kochi Metro train leaves a station with a gentle acceleration of roughly 1 m/s² so that standing passengers do not fall, and brakes just as gently (a retardation of about 1 m/s²) as it reaches the next platform. On a wet monsoon road the tyres grip less, so the largest retardation the brakes can give is smaller – the vehicle needs a longer distance to stop.

🌐 Explore online needs internet · opens in a new tab

7. Check yourself

🧭 Summary

Next: Uniform acceleration and road safety ▶