Nopeus on sijainnin (x) tai etäisyyden muutos ajan myötä. Jos tiedät sijainnin muutoksen ja matkan suorittamiseen kuluneen ajan, voit määrittää nopeuden. Vastaavasti, jos sinulla on kaksi näistä muuttujista, voit aina ratkaista kolmannen.
Näiden kolmen muuttujan suhde on seuraava:
V = \ dfrac {\ bigtriangleup x} {t}
Kuinka löytää nopeus
Auto ajaa Baltimoresta Washingtoniin 1,5 tunnissa. Jos tiedät, että kahden kaupungin välillä on 38 mailia, mikä oli auton keskimääräinen nopeus matkan aikana? Koska tämä on matka, joka menee yhteen suuntaan, sijainnin muutos on sama kuin etäisyys. Koska tiedät ajan ja etäisyyden, voit ratkaise nopeutta liittämällä etäisyyskaava fysiikkaan:
V = \ dfrac {\ bigtriangleup x} {t}
V = \ dfrac {38} {1,5} = 25,3
Joten tiedät vastauksesi olevan 25,3, mutta tämä ei ole aivan täydellinen: 25,3 mitä? Yksiköt ovat yhtä tärkeitä kuin numeerinen vastaus fysiikan ongelmien suhteen, joten älä unohda, mitä käytät etäisyyden ja ajan mittaamiseen. Koska mittaat etäisyyttä maileina ja aikaa tunteina, lopullinen vastauksesi on mailit jaettuna tunneilla tai maililla tunnissa.
Kokeile toista esimerkkiä:
Polkupyöräilijä suorittaa 550 metrin kilpailun 1,5 tunnissa. Mikä on pyörän nopeus metreinä sekunnissa? Tässä on määritettävä nopeus sekunteina, koska sinun on määritettävä nopeus metreinä sekunnissa:
(1,5 tuntia) (60 minuuttia) (60 sekuntia) = 5400 sekuntia
Liitä sitten tunnetut muuttujat nopeuskaavaan:
V = \ dfrac {\ bigtriangleup x} {t}
V = \ dfrac {550} {5400} = 0,1 m / s
Etäiskaava fysiikassa
Jos tiedät kuinka nopeasti ja kuinka kauan jotain matkusti, voit ratkaista kuljetun matkan. Sinun tarvitsee vain järjestä uudelleen yllä oleva nopeuskaava saadaksesi etäisyyskaavan fysiikassa:
{\ bigtriangleup x} = (nopeus) (aika)
Lentokone kulkee 150 mailia tunnissa matkalla Atlantasta San Diegoon. Kuinka pitkälle kone on matkustanut 3,5 tunnissa?
Koska taso näyttää kulkevan yhteen suuntaan (kohti San Diegoa) suoralla linjalla, voit olettaa, että sijainnin muutos on yhtä suuri kuin etäisyys. Liitä tunnetut muuttujat etäisyyskaavaan:
{\ bigtriangleup x} = (150 mph) (3,5 h) = 525 mailia
Vinkkejä
Muista kiinnittää huomiota yksikköihin, kun käytät etäisyyskaavaa fysiikassa. Jos käytät nopeutta, joka on mailia tunnissa, ja ratkaiset matkaa, varmista, että aikasi on myös tunteina.
Ajan ratkaiseminen
Jos sinun on ratkaistava aika, järjestät kaavan uudelleen vain kerran:
aika = \ dfrac {\ bigtriangleup x} {nopeus}
Sano, että kilpikonna ryömi nopeudella 3 mph. Kuinka kauan kilpikonna vie 5 mailin kilpailun loppuun?
aika = \ dfrac {5} {3} = 1,67 h
Nopeus vs. nopeus
Ihmisillä on taipumus käyttää "nopeutta" "nopeuteen" ja päinvastoin, mutta niin ovatkin hieman erilainen käsitteitä. Nopeus ei ota huomioon suuntaa, kun taas nopeus. Jos tarkastellaan kaavaa, nopeus on sijainnin muutos ajan myötä, kun taas nopeus on etäisyys ajan myötä. Tarkastellaan esimerkkiä havainnollistamaan:
Sano, että aja 20 mailia talostasi yliopistokampuksellesi ja palaa sitten takaisin. Kesti tunnin edestakaisen matkan. Mikä on keskinopeutesi?
Tiedät kokonaismatkan ja kuluneen ajan, joten liitä nopeuden kaavaan:
nopeus = \ dfrac {etäisyys} {aika}
nopeus = \ dfrac {40} {1} = 40 mph
Mikä on keskimääräinen nopeutesi? Muista, että nopeuden määrittämiseen käytetään sijainnin muutosta tai siirtymää, koska suunta on tärkeä:
nopeus = \ dfrac {\ bigtriangleup distance} {time}
Koska lopetat lähtöpaikallesi, sijaintisi tai etäisyytesi muutos on itse asiassa 0, mikä tarkoittaa, että nopeutesi on myös 0. Nopeus on yhtä suuri kuin nopeuden kaava vain, jos matkustat suoralla linjalla.