Plik Średnia prędkość lub średnią prędkość definiuje się jako iloraz przebytej przestrzeni i czasu spędzonego na podróżowaniu w tej przestrzeni. Prędkość jest podstawową wielkością zarówno w fizyce, jak i w życiu codziennym ludzi. Występuje w prawie każdym aspekcie życia ludzi.
Ta obecność prędkości jest szczególnie zauważalna w dzisiejszym społeczeństwie, w którym rośnie zapotrzebowanie na natychmiastowość. Oczywiście prędkość jest również nieodłącznie związana z wieloma zjawiskami fizycznymi. W jakiś sposób wszyscy ludzie mają intuicyjny, mniej lub bardziej poprawny, pomysł na pojęcie prędkości.
Konieczne jest rozróżnienie między prędkością średnią a prędkością chwilową. Prędkość chwilowa to prędkość, jaką ciało przenosi w danej chwili, podczas gdy prędkość średnia to iloraz przemieszczenia i czasu.
Ponadto należy zauważyć, że prędkość jest wielkością skalarną; to znaczy ma kierunek, zmysł i moduł. W ten sposób prędkość jest przykładana w jednym kierunku.
W systemie międzynarodowym prędkość mierzy się w metrach na sekundę (m / s), chociaż w życiu codziennym często używa się innych jednostek, takich jak kilometry na godzinę (km / h).
Indeks artykułów
Obliczenie średniej prędkości przeprowadza się na podstawie następującego wyrażenia:
vm = ∆s / ∆t = (sfa - s0) / (tfa - t0)
W tym równaniu vm to średnia prędkość, ∆s to przyrost przemieszczenia, a ∆t to przyrost czasu. Ze swojej strony sfa i tak0 są odpowiednio przemieszczeniem końcowym i początkowym; podczas gdy Tyfa a ty0 są odpowiednio czasem końcowym i początkowym.
Innym wyrażeniem służącym do obliczania średniej prędkości jest:
vm = st / tt
W tym wyrażeniu st jest całkowitym przemieszczeniem itt to całkowity czas poświęcony na wykonanie tego ruchu.
Jak widać w tych obliczeniach, brane są pod uwagę tylko całkowite przemieszczenie i całkowity czas w nim wykorzystany, bez konieczności uwzględniania w jakimkolwiek momencie tego przemieszczenia..
Nie trzeba też wiedzieć, czy ciało przyspieszyło, zatrzymało się lub przebyło całą drogę ze stałą prędkością..
Często może być konieczne wykonanie odwrotnych obliczeń, aby określić całkowite przemieszczenie na podstawie średniej prędkości i całkowitego spędzonego czasu.
W takim przypadku wystarczy rozwiązać przesunięcie pierwszego równania, aby uzyskać wyrażenie, które pozwala je obliczyć:
∆s = vm ∙ ∆t
Można to również zrobić, jeśli konieczne jest obliczenie czasu używanego w ruchu wykonywanym przy znanej średniej prędkości:
∆t = vm ∙ ∆s
Prędkość można wyrazić w różnych jednostkach. Jak już wspomniano powyżej, w systemie międzynarodowym jednostką miary jest metr na sekundę.
Jednak w zależności od kontekstu wygodniejsze lub bardziej praktyczne może być użycie innych jednostek. Stąd w przypadku środków transportu przeważnie stosuje się kilometr na godzinę..
Z drugiej strony w anglosaskim systemie jednostek używają stopy na sekundę (ft / s) lub mila na godzinę (mph) w przypadku środków transportu.
W żegludze morskiej powszechnie stosuje się węzeł; Z drugiej strony w lotnictwie czasami używa się liczby Macha, która jest definiowana jako iloraz prędkości ciała i prędkości dźwięku.
Typowym przykładem, w którym może być konieczne obliczenie średniej prędkości, jest podróż między dwoma oddzielnymi miastami.
Przypuśćmy przypadek, w którym znane jest zarówno całkowite przemieszczenie (które nie musi pokrywać się z odległością między dwoma miastami) wykonane podczas podróży między dwoma miastami - na przykład 216 kilometrów - jak również czas spędzony na tej podróży. , -na przykład trzy godziny-.
Obliczenie średniej prędkości byłoby przeprowadzone w następujący sposób:
vm = ∆s / ∆t = 216/3 = 72 km / h
Chcąc wyrazić prędkość w jednostkach systemu międzynarodowego, należy przeprowadzić następującą konwersję:
vm = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, biorąc pod uwagę, że kilometr to tysiąc metrów, a godzina ma 3600 sekund.
Innym praktycznym przypadkiem obliczania średniej prędkości jest dokonanie kilku przemieszczeń w danym okresie czasu..
Załóżmy, że kobieta, która odbyła kilka wycieczek rowerowych w ciągu kilku dni i chce wiedzieć, jaka była całkowita średnia prędkość jej podróży.
Kobieta przez kolejne dni przebyła następujące dystanse: 30 kilometrów, 50 kilometrów, 40 kilometrów i 20 kilometrów.
Stosowano następujące czasy: półtorej godziny, dwie i pół godziny, 2,5 godziny i półtorej godziny. Następnie wynikową średnią prędkość oblicza się w następujący sposób:
vm = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h
Może być interesujące poznanie kilku przykładów średnich prędkości jazdy, aby mieć bardziej intuicyjne wyobrażenie o różnych wartościach, które może przyjąć prędkość.
W przypadku osoby idącej za średnią prędkość przyjmuje się 5 kilometrów na godzinę. Jeśli ta sama osoba biegnie, może osiągnąć połowę wspomnianej średniej prędkości.
Średnią prędkość rowerzysty-amatora można oszacować na około 16 kilometrów na godzinę, podczas gdy dla rowerzysty zawodowego na szosie średnia prędkość sięga 45 kilometrów na godzinę..
Huragany kategorii 1 mogą osiągać średnią prędkość 119 kilometrów na godzinę. Wreszcie, średnia prędkość orbitalna Ziemi wokół Słońca wynosi 107 218 kilometrów na godzinę..
Jeszcze bez komentarzy