- Характеристики вектора средней скорости v
- Признаки средней скорости
- Средняя скорость: скалярная величина
- Упражнение решено
- Ссылки
Средняя скорость для движущейся частицы определяется как отношение между изменением позиции , что он испытывает и временного интервала , используемого в изменении. В простейшей ситуации частица движется по прямой линии, представленной осью x.
Предположим, что движущийся объект занимает позиции x 1 и x 2 в моменты времени t 1 и t 2 соответственно. Определение средней скорости v m математически представляется следующим образом:
Единицы измерения v · m в международной системе - метр в секунду (м / с). Другие часто используемые единицы измерения, которые появляются в текстах и на мобильных устройствах: км / ч, см / с, мили / ч, фут / с и т. Д., Если они имеют форму длины / времени.
Греческая буква «Δ» читается как «дельта» и используется для краткого обозначения разницы между двумя величинами.
Характеристики вектора средней скорости v
Средняя скорость - важная характеристика движения. Источник: Pixabay
Средняя скорость - это вектор, так как она связана с изменением положения, которое, в свою очередь, известно как вектор смещения.
Это качество выделено жирным шрифтом или стрелкой над буквой, обозначающей величину. Однако в одном измерении единственным возможным направлением является направление оси x, и поэтому можно обойтись без векторной записи.
Поскольку векторы имеют величину, направление и смысл, первоначальный взгляд на уравнение показывает, что средняя скорость будет иметь то же направление и смысл, что и смещение.
Представим себе частицу в примере, движущуюся по прямой линии. Чтобы описать его движение, необходимо указать точку отсчета, которая будет «исходной точкой» и будет обозначаться как O.
Частица может двигаться к О или от него, влево или вправо. Для достижения определенной позиции также может потребоваться короткое или долгое время.
Упомянутые величины: положение, смещение, временной интервал и средняя скорость описывают поведение частицы во время ее движения. Это кинематические величины.
Чтобы различать позиции или местоположения слева от O, используется знак (-), а те, которые находятся справа от O, имеют знак (+).
Средняя скорость имеет геометрическую интерпретацию, которую можно увидеть на следующем рисунке. Это наклон линии, проходящей через точки P и Q. При разрезании положение кривой в зависимости от время в двух точках, это секущая линия.
Геометрическая интерпретация средней скорости как наклона линии, соединяющей точки P и Q. Источник: す じ に く シ チ ュ ー.
Признаки средней скорости
Для последующего анализа необходимо учесть, что t 2 > t 1 . То есть следующий момент всегда больше текущего. Таким образом, t 2 - t 1 всегда положительно, что обычно имеет смысл на ежедневной основе.
Тогда знак средней скорости будет определяться знаком x 2 - x 1 . Обратите внимание, что важно четко понимать, где находится точка O - начало координат, поскольку это точка, относительно которой, как говорят, частица движется «вправо» или «влево».
Либо «вперед», либо «назад», как предпочитает читатель.
Если средняя скорость положительна, это означает, что в среднем значение «x» увеличивается со временем, хотя это не означает, что оно могло уменьшиться в какой-то момент рассматриваемого периода времени - Δt -.
Однако в глобальном масштабе в конце времени Δt она оказалась в более крупной позиции, чем в начале. В этом анализе детали движения игнорируются.
Что делать, если средняя скорость отрицательная? Тогда это означает, что частица заканчивается с координатой меньшей, чем та, с которой она начиналась. Примерно он отступил. Давайте посмотрим на несколько числовых примеров:
Пример 1 : Учитывая указанные начальное и конечное положения, укажите знак средней скорости. Куда глобально переместилась частица?
а) х 1 = 3 м; х 2 = 8 м
Ответ : x 2 - x 1 = 8 м - 3 м = 5 м. Положительная средняя скорость, частица двигалась вперед.
б) х 1 = 2 м; х 2 = -3 м
Ответ : x 2 - x 1 = -3 м - 2 м = -5 м. Отрицательная средняя скорость, частица движется назад.
в) x 1 = - 5 м; х 2 = -12 м
Ответ : x 2 - x 1 = -12 м - (-5 м) = -7 м. Отрицательная средняя скорость, частица движется назад.
г) х 1 = - 4 м; х 2 = 10 м
Ответ : x 2 - x 1 = 10 м - (-4 м) = 14 м. Положительная средняя скорость, частица двигалась вперед.
Может ли средняя скорость быть 0? Да, если точка отправления и точка прибытия совпадают. Означает ли это, что частица обязательно все время находилась в состоянии покоя?
Нет, это просто означает, что поездка была туда и обратно. Возможно, он двигался быстро или, возможно, очень медленно. Пока это не известно.
Средняя скорость: скалярная величина
Это заставляет нас определить новый термин: средняя скорость. В физике важно различать векторные величины и не векторные величины: скаляры.
Для частицы, совершившей круговой обход, средняя скорость равна 0, но она могла быть или не быть очень быстрой. Чтобы узнать, средняя скорость определяется как:
Единицы измерения средней скорости такие же, как и единицы средней скорости. Основное различие между двумя величинами состоит в том, что средняя скорость включает интересную информацию о направлении и направлении частицы.
Вместо этого средняя скорость предоставляет только числовую информацию. С его помощью известно, насколько быстро или медленно двигалась частица, но не двигалась она вперед или назад. Итак, это скалярная величина. Как их отличить при обозначении? Один из способов - оставить векторы жирным шрифтом или поставить на них стрелку.
И важно отметить, что средняя скорость не обязательно должна быть равна средней скорости. Для поездки туда и обратно средняя скорость равна нулю, а средняя скорость - нет. Оба имеют одинаковое числовое значение, когда вы всегда путешествуете в одном направлении.
Упражнение решено
Вы неторопливо едете домой из школы со скоростью 95 км / ч на протяжении 130 км. Начинает дождь и сбавляет скорость до 65 км / ч. Наконец он возвращается домой, проехав 3 часа 20 минут.
а) Как далеко от школы находится ваш дом?
б) Какая была средняя скорость?
Ответы:
а) Необходимы предварительные расчеты:
Поездка разделена на две части, общее расстояние составляет:
d = d1 + d 2 , при d1 = 130 км
t2 = 3,33 - 1,37 часа = 1,96 часа
Расчет d 2:
d 2 = 65 км / ч x 1,96 ч = 125,4 км.
Школа находится на расстоянии d1 + d 2 = 255,4 км от дома.
б) Теперь можно найти среднюю скорость:
Ссылки
- Джанколи, Д. Физика. Принципы с приложениями. Издание шестое. Прентис Холл. 21-22.
- Резник, Р. (1999). Физический. Том 1. Издание третье на испанском языке. Мексика. Compañía Editor Continental SA de CV 20-21.
- Сервей, Р., Джуэтт, Дж. (2008). Физика для науки и техники. Объем 1. 7 ма. Издание. Мексика. Учебные редакторы Cengage. 21-23.