Hastighed er ændringen i position (x) eller afstand over tid. Hvis du kender ændringen i position og hvor lang tid det tager at gennemføre rejsen, kan du bestemme hastigheden. Tilsvarende, hvis du har to af disse variabler, kan du altid løse den tredje.
Forholdet mellem disse tre variabler er som følger:
V = \ dfrac {\ bigtriangleup x} {t}
Sådan finder du hastighed
En bil kører fra Baltimore til Washington, D.C. på 1,5 timer. Hvis du ved, at det er 38 miles mellem de to byer, hvad var bilens gennemsnitlige hastighed under turen? Da dette er en tur, der går i en retning, er ændringen i position den samme som afstanden. Da du kender tid og afstand, kan du løse hastighed ved at tilslutte afstandsformlen i fysik:
V = \ dfrac {\ bigtriangleup x} {t}
V = \ dfrac {38} {1.5} = 25.3
Så du ved, at dit svar er 25.3, men dette er ikke helt komplet: 25.3 hvad? Enheder er lige så vigtige som det numeriske svar, når det kommer til fysikproblemer, så gå ikke glip af, hvad du bruger til at måle afstand og tid. Da du måler afstand i miles og tid i timer, er dit endelige svar miles divideret med timer eller miles i timen.
Prøv et andet eksempel:
En cyklist gennemfører et 550 meter løb på 1,5 timer. Hvad er cyklens hastighed i meter pr. Sekund? Her, da du skal bestemme hastigheden i meter pr. Sekund, skal du først konvertere tiden til sekunder:
(1,5 timer) (60 minutter) (60 sekunder) = 5.400 sekunder
Sæt derefter dine kendte variabler i hastighedsformlen:
V = \ dfrac {\ bigtriangleup x} {t}
V = \ dfrac {550} {5400} = 0,1 m / s
Afstandsformel i fysik
Hvis du ved, hvor hurtigt og hvor længe noget kørte, kan du løse den tilbagelagte afstand. Du skal bare omarrangere hastighedsformlen ovenfor for at få afstandsformlen i fysik:
{\ bigtriangleup x} = (hastighed) (tid)
Et fly kører 150 miles i timen på vej fra Atlanta til San Diego. Hvor langt har flyet rejst på 3,5 timer?
Da flyet ser ud til at gå i en retning (mod San Diego) i en lige linje, kan du antage, at ændringen i position er lig med afstanden. Sæt dine kendte variabler i afstandsformlen:
{\ bigtriangleup x} = (150 mph) (3,5 t) = 525 miles
Tips
Sørg for at være opmærksom på enheder, når du bruger afstandsformlen i fysik. Hvis du bruger en hastighed, der er miles i timen, og du løser for afstand, skal du sørge for, at din tid også er i timer.
Løser for tid
Hvis du skal løse tiden, skal du bare omarrangere formlen en gang til:
tid = \ dfrac {\ bigtriangleup x} {hastighed}
Sig, at en skildpadde kryber ved 3 mph. Hvor lang tid tager det skildpadden at afslutte et 5-mile løb?
tid = \ dfrac {5} {3} = 1,67 timer
Hastighed versus hastighed
Folk har en tendens til at bruge "hastighed" til "hastighed" og omvendt, men det er de også lidt anderledes begreber. Hastighed tager ikke højde for retning, mens hastighed gør det. Hvis du ser på formlen, er hastighed ændringen i position over tid, mens hastighed er afstand over tid. Lad os se på et eksempel for at illustrere:
Sig, at du kører 20 miles fra dit hus til din universitetscampus og derefter går tilbage. Det tog dig en times rundtur. Hvad er din gennemsnitlige hastighed?
Du kender din samlede afstand og den tid, det tager, så tilslut formlen for hastighed:
hastighed = \ dfrac {distance} {time}
hastighed = \ dfrac {40} {1} = 40 mph
Hvad er din gennemsnitlige hastighed nu? Husk at du bruger ændring i placering eller forskydning til at bestemme hastighed, fordi retningen betyder noget:
hastighed = \ dfrac {\ bigtriangleup distance} {tid}
Da du slutter ved din startposition, er din ændring i position eller afstand faktisk 0, hvilket betyder, at din hastighed også er 0. Hastighed er kun lig med formlen for hastighed, hvis du kører i en lige linje.