Plik Średnia prędkość w przypadku ruchomej cząstki definiuje się ją jako stosunek między zmiennością położenia, którego doświadcza, a przedziałem czasu stosowanym w zmianie. Najprostsza sytuacja to taka, w której cząstka porusza się po linii prostej reprezentowanej przez oś x..
Załóżmy, że poruszający się obiekt zajmuje pozycje x1 i xdwa w czasach t1 a tydwa odpowiednio. Definicja średniej prędkości vm jest reprezentowany matematycznie w następujący sposób:
Jednostki vm w systemie międzynarodowym są to metry / sekundę (m / s). Inne powszechnie używane jednostki, które pojawiają się w tekstach i urządzeniach mobilnych to: km / h, cm / s, mile / h, stopy / s i więcej, o ile mają one długość / czas formularza.
Grecka litera „Δ” czyta się jako „delta” i służy do zwięzłego wskazania różnicy między dwiema wielkościami..
Indeks artykułów
Średnia prędkość jest wektorem, ponieważ jest związana ze zmianą położenia, co z kolei jest znane jako wektor przewijania.
Jakość ta jest zaznaczona pogrubioną czcionką lub strzałką nad literą określającą wielkość. Jednak w jednym wymiarze jedynym możliwym kierunkiem jest kierunek osi X, dlatego można zrezygnować z zapisu wektorowego.
Ponieważ wektory mają wielkość, kierunek i zwrot, wstępne spojrzenie na równanie wskazuje, że średnia prędkość będzie miała ten sam kierunek i zwrot co przemieszczenie..
Wyobraź sobie cząstkę w przykładzie poruszającą się po linii prostej. Aby opisać jego ruch, konieczne jest wskazanie punktu odniesienia, który będzie „początkiem” i będzie oznaczony jako O.
Cząstka może poruszać się w kierunku O lub od niej, albo w lewo, albo w prawo. Dojście do określonej pozycji może również zająć dużo czasu lub trochę czasu..
Wspomniane wielkości: położenie, przemieszczenie, przedział czasu i średnia prędkość opisują zachowanie się cząstki podczas jej ruchu. Chodzi o wielkości kinematyka.
Aby rozróżnić pozycje lub lokalizacje po lewej stronie O, używany jest znak (-), a te po prawej stronie O noszą znak (+).
Średnia prędkość ma geometryczną interpretację, którą można zobaczyć na poniższym rysunku. Jest to nachylenie linii przechodzącej przez punkty P i Q. Podczas cięcia położenie krzywej vs. w dwóch punktach jest to prosta wysuszenie.
W dalszej analizie należy to wziąć pod uwagę tdwa > t1. Oznacza to, że następna chwila jest zawsze większa niż bieżąca. W ten sposób tdwa - t1 jest zawsze pozytywna, co zwykle ma sens na co dzień.
Wtedy znak średniej prędkości zostanie określony przez znak xdwa - x1. Zauważ, że ważne jest, aby mieć jasność co do tego, gdzie znajduje się punkt O - początek -, ponieważ jest to punkt, w odniesieniu do którego mówi się, że cząstka przemieszcza się „w prawo” lub „w lewo”.
Albo „do przodu”, albo „do tyłu”, jak woli czytelnik.
Jeśli średnia prędkość jest dodatnia, to znaczy, że średnio wartość "x„Zwiększa się w czasie, chociaż nie oznacza to, że mógł się zmniejszyć w którymś momencie badanego okresu. - Δt -.
Jednak w kategoriach globalnych, na końcu czasu Δt, skończyła na wyższej pozycji niż na początku. W tej analizie pomija się szczegóły ruchu..
A jeśli średnia prędkość okaże się ujemna? Oznacza to, że cząstka kończy się mniejszą współrzędną niż ta, od której się zaczęła. Z grubsza cofnął się. Spójrzmy na kilka przykładów liczbowych:
Przykład 1: Biorąc pod uwagę wskazane położenie początkowe i końcowe, wskazać znak średniej prędkości. Gdzie cząstka poruszyła się na całym świecie??
a) x1 = 3 m; xdwa = 8 m
Odpowiedź: xdwa- x1 = 8 m - 3 m = 5 m. Dodatnia średnia prędkość, cząstka przesunęła się do przodu.
b) x1 = 2 m; xdwa = -3 m
Odpowiedź: xdwa - x1 = -3 m - 2 m = -5 m. Ujemna średnia prędkość, cząstka cofnęła się.
c) x1 = - 5 m; xdwa = -12 m
Odpowiedź: xdwa - x1 = -12 m - (-5 m) = -7 m. Ujemna średnia prędkość, cząstka cofnęła się.
d) x1 = - 4 m; xdwa = 10 m
Odpowiedź: xdwa - x1 = 10 m - (-4 m) = 14 m. Dodatnia średnia prędkość, cząstka przesunęła się do przodu.
Czy średnia prędkość może wynosić 0? Tak, o ile punkt początkowy i punkt przyjazdu są takie same. Czy to oznacza, że cząstka była koniecznie w spoczynku przez cały czas??
Nie, to po prostu oznacza, że podróż była w obie strony. Może podróżował szybko, a może bardzo wolno. Na razie nie wiadomo.
To prowadzi nas do zdefiniowania nowego terminu: Średnia prędkość. W fizyce ważne jest rozróżnienie między wielkościami wektorowymi i niewektorowymi: skalarami.
Dla cząstki, która odbyła podróż w obie strony, średnia prędkość wynosi 0, ale może, ale nie musi, być bardzo szybka. Aby się tego dowiedzieć, średnią prędkość definiuje się jako:
Jednostki średniej prędkości są takie same, jak jednostki średniej prędkości. Podstawowa różnica między obiema wielkościami polega na tym, że średnia prędkość zawiera interesujące informacje o kierunku i wyczuciu cząstki..
Z drugiej strony, średnia prędkość dostarcza jedynie informacji liczbowych. Dzięki niemu wiadomo, jak szybko lub wolno poruszała się cząstka, ale nie wiadomo, czy poruszała się do przodu lub do tyłu. Więc jest to wielkość skalarna. Jak je rozróżnić przy oznaczaniu? Jednym ze sposobów jest pozostawienie pogrubienia dla wektorów lub umieszczenie na nich strzałki.
Ważne jest, aby pamiętać, że średnia prędkość nie musi być równa średniej prędkości. W przypadku podróży w obie strony średnia prędkość wynosi zero, ale średnia prędkość nie. Oba mają tę samą wartość liczbową, gdy zawsze podróżują w tym samym kierunku.
Ze szkoły jedziesz spokojnie do domu z prędkością 95 km / h przez 130 km. Zaczyna padać i zwalnia do 65 km / h. W końcu wraca do domu po 3 godzinach i 20 minutach jazdy.
a) Jak daleko jest Twój dom od szkoły?
b) Jaka była średnia prędkość?
Odpowiedzi:
a) Konieczne są wstępne obliczenia:
Wycieczka podzielona jest na dwie części, łączny dystans to:
d = d1 + ddwa, przy d1 = 130 km
t2 = 3,33 - 1,37 godziny = 1,96 godziny
Obliczanie ddwa:
redwa = 65 km / h x 1,96 h = 125,4 km.
Szkoła jest odległa d1 + ddwa = 255,4 km od domu.
b) Teraz możemy znaleźć średnią prędkość:
Jeszcze bez komentarzy