- Karakteristike srednjega vektorja hitrosti v
- Znaki povprečne hitrosti
- Povprečna hitrost: skalarna količina
- Vaja rešena
- Reference
Povprečna hitrost za premikajočega delca je definirana kot razmerje med spreminjanjem položaja, da izkušnje in časovnem intervalu, ki se uporablja v spremembo. Najenostavnejša situacija je tista, v kateri se delček premika po ravni črti, ki jo predstavlja os x.
Predpostavimo, da premikajoči se objekt zavzema položaji x 1 in x 2 v času t 1 in t 2 . Opredelitev povprečne hitrosti v m je predstavljena matematično takole:
Enote v m v mednarodnem sistemu so metri / sekunde (m / s). Druge pogosto uporabljene enote, ki se pojavljajo v besedilih in mobilnih napravah, so: km / h, cm / s, milje / h, ft / s in več, če so dolge / časovne oblike.
Grška črka "Δ" se glasi "delta" in se uporablja za na kratko razliko med dvema količinama.
Karakteristike srednjega vektorja hitrosti v
Pomembna značilnost gibanja je povprečna hitrost. Vir: Pixabay
Povprečna hitrost je vektor, saj je povezana s spremembo položaja, ki je pozneje znan kot premični vektor.
Ta kakovost je predstavljena krepko ali s puščico nad črko, ki označuje velikost. Vendar je v eni dimenziji edina možna smer usmeritve osi x, zato je mogoče opustiti vektorski zapis.
Ker imajo vektorji velikost, smer in smisel, začetni pogled na enačbo kaže, da bo imela povprečna hitrost enako smer in smisel kot premik.
Predstavljajmo si, da se delček v primeru giblje po ravni črti. Za opis gibanja je treba navesti referenčno točko, ki bo "izvor" in bo označena kot O.
Delček se lahko premika proti ali stran od O, bodisi levo ali desno. Do določenega položaja lahko traja tudi kratek ali dolg čas.
Omenjene veličine: položaj, premik, časovni interval in povprečna hitrost opisujejo obnašanje delca med premikanjem. To so kinematične količine.
Za razlikovanje položajev ali lokacij levo od O se uporablja znak (-), tisti na desni strani O pa znak (+).
Povprečna hitrost ima geometrijsko razlago, ki jo vidimo na naslednji sliki. To je naklon premice, ki poteka skozi točki P in Q. Pri rezanju položaja krivulje vs. čas na dveh točkah, je sekantna črta.
Geometrijska interpretacija povprečne hitrosti kot naklona premice, ki se pridruži točki P in Q. Vir: じ じ に く シ チ ュ ュ.
Znaki povprečne hitrosti
Za naslednjo analizo je treba upoštevati, da t 2 > t 1 . Se pravi, da je naslednji trenutek vedno večji od trenutnega. Na ta način je t 2 - t 1 vedno pozitiven, kar je običajno smiselno vsakodnevno.
Nato se znak srednje hitrosti določi s hitrostjo x 2 - x 1 . Upoštevajte, da je treba jasno povedati, kje je točka O - izvor -, saj je to točka, glede katere naj bi delček šel "na desno" ali "na levo".
Bodisi "naprej" ali "nazaj", kot raje bralec.
Če je srednja hitrost pozitivna, to pomeni, da se v povprečju vrednost "x" sčasoma poveča, čeprav to ne pomeni, da se je v določenem času v obravnavanem časovnem obdobju morda zmanjšala - Δt -.
Vendar v globalnem smislu je na koncu časa Δt končala z večjim položajem, kot ga je imela na začetku. Podrobnosti gibanja se v tej analizi ne upoštevajo.
Kaj pa, če je povprečna hitrost negativna? Potem to pomeni, da se delček konča z manjšo koordinato od tiste, s katero se je začel. Grobo se je premaknil nazaj. Oglejmo si nekaj številčnih primerov:
Primer 1 : Glede na navedena začetna in končna mesta navedite znak povprečne hitrosti. Kam se je delček premaknil globalno?
a) x 1 = 3 m; x 2 = 8 m
Odgovor : x 2 - x 1 = 8 m - 3 m = 5 m. Pozitivna srednja hitrost se je delce premaknila naprej.
b) x 1 = 2 m; x 2 = -3 m
Odgovor : x 2 - x 1 = -3 m - 2 m = -5 m. Negativna srednja hitrost, se je delček premaknil nazaj.
c) x 1 = - 5 m; x 2 = -12 m
Odgovor : x 2 - x 1 = -12 m - (-5 m) = -7 m. Negativna srednja hitrost, se je delček premaknil nazaj.
d) x 1 = - 4 m; x 2 = 10 m
Odgovor : x 2 - x 1 = 10 m - (-4m) = 14 m. Pozitivna srednja hitrost se je delce premaknila naprej.
Ali je lahko povprečna hitrost 0? Da, dokler sta izhodišče in točka prihoda enaka. Ali to pomeni, da je bil delec ves čas v mirovanju?
Ne, to samo pomeni, da je bilo potovanje obrnjeno. Morda je potovala hitro ali morda zelo počasi. Za zdaj ni znano.
Povprečna hitrost: skalarna količina
To nas vodi k opredelitvi novega izraza: povprečna hitrost. V fiziki je pomembno razlikovati med vektorskimi količinami in nevektorskimi količinami: skalarji.
Pri delcu, ki je opravil krožno potovanje, je povprečna hitrost 0, lahko pa je, ali ne, bila zelo hitra. Če želite to ugotoviti, je povprečna hitrost opredeljena kot:
Enote za povprečno hitrost so enake enotam za povprečno hitrost. Temeljna razlika med obema količinama je, da povprečna hitrost vključuje zanimive podatke o smeri in smeri delca.
Namesto tega povprečna hitrost zagotavlja le številčne podatke. Z njim je znano, kako hitro ali počasi se je delček premikal, ne pa tudi, ali se je premikal naprej ali nazaj. Torej gre za skalarno količino. Kako jih razlikovati pri označevanju? Eden od načinov je, če pustite krepko za vektorje ali na njih postavite puščico.
Pomembno je upoštevati, da povprečna hitrost ni nujno enaka povprečni hitrosti. Pri krožnem potovanju je povprečna hitrost enaka nič, povprečna hitrost pa ni. Obe imata enako številčno vrednost, kadar vedno potujete v isto smer.
Vaja rešena
Od šole se lažje vozite s hitrostjo 95 km / h za 130 km. Začne deževati in upočasni do 65 km / h. Končno pride domov po vožnji 3 ure in 20 minut.
a) Kako daleč je vaš dom od šole?
b) Kolikšna je bila povprečna hitrost?
Odgovori:
a) Potrebni so nekateri predhodni izračuni:
Izlet je razdeljen na dva dela, skupna razdalja je:
d = d1 + d 2 , z d1 = 130 km
t2 = 3,33 - 1,37 ure = 1,96 ure
Izračun d 2:
d 2 = 65 km / h x 1,96 h = 125,4 km.
Šola je d1 + d 2 = 255,4 km od hiše.
b) Zdaj je mogoče najti srednjo hitrost:
Reference
- Giancoli, D. Fizika. Načela z aplikacijami. Šesta izdaja. Dvorana Prentice. 21–22.
- Resnick, R. (1999). Fizično. Zvezek 1. Tretja izdaja v španščini. Mehika. Compañía Uredništvo Continental SA de CV 20-21.
- Serway, R., Jewett, J. (2008). Fizika za znanost in tehniko. Zvezek 1. 7 ma. Izdaja. Mehika. Uredi urednike za povezovanje učencev. 21–23.