गति बनाम वेग: क्या अंतर है और यह क्यों मायने रखता है (w / उदाहरण)

रोजमर्रा की भाषा में, गति और वेग को इस तरह माना जाता है जैसे कि उनका मतलब बिल्कुल एक ही हो। यदि आपने किसी को यह टिप्पणी करते सुना है कि "कार की गति 25 मील प्रति घंटा है," तो आप पलक नहीं झपकाएंगे। लेकिन भौतिकी में, किसी वस्तु के वेग के बारे में उस दैनिक टिप्पणी में एक गंभीर त्रुटि होती है।

यदि आप एक प्रश्न के उत्तर के रूप में 25 मील प्रति घंटा (या 11 मीटर प्रति सेकंड) लिखना चाहते हैं जो आपसे aवेग, आप गलत होंगे। लेकिन अगर वही सवाल आपसे पूछा जाएस्पीडकार की, आप सही होंगे। क्यों?

किसी वस्तु की गति और उसके वेग के बीच के अंतर को समझना आपको उत्तर बताता है, आपको वृत्ताकार गति से संबंधित भविष्य की समस्याओं के लिए तैयार करता है और आपको महत्वपूर्ण अवधारणा से परिचित कराता है कावेक्टर क्वांटिटी​.

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

गति एक अदिश राशि है (केवल एक परिमाण है), लेकिन वेग एक सदिश राशि है (एक परिमाण और एक दिशा के साथ)। वेग गति हैएक दिशा के साथ​.

गति और वेग के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि गति है aअदिश मात्राऔर वेग है aवेक्टर क्वांटिटी​.

अदिश राशियां तापमान, दबाव और ऊर्जा जैसी चीजें हैं, जो उनके "आकार" या by द्वारा पूरी तरह से वर्णित हैं

वेग, त्वरण और बल जैसे सदिशों का परिमाण होता है, लेकिन उनमें a. भी होता हैदिशा, और दिशा के बारे में जानकारी के बिना, वे पूर्ण नहीं होते हैं।

गति की परिभाषा बस यात्रा की गई दूरी के परिवर्तन की दर है, या समय की प्रति इकाई यात्रा की गई दूरी है। तो अगर आपने किसी को 10 मीटर/सेकेंड चलाने वाली कार के बारे में बताया, तो यह एक गति होगी, और आप इसे आसानी से याद रख सकते हैं क्योंकि यह स्पीडोमीटर पर दिखाया जाएगा (हालांकि शायद गैर-एसआई इकाई में)। हालाँकि, यदि आप कहते हैं कि यह 10 m/s. पर यात्रा कर रहा हैदांई ओर, आपने गति की दिशा के बारे में जानकारी जोड़ी है और सदिश राशि का वर्णन किया है जो कार का वेग है। गणितीय शब्दों में, गति हैवेग का परिमाणऔर इसका निरपेक्ष मूल्य है।

यह भेद इस संभावना को खोलता है कि किसी वस्तु के वेग में लगातार परिवर्तन हो सकता है, भले ही वह. हो निरंतर गति, और इस प्रकार आपके पास त्वरण (एक अन्य वेक्टर मात्रा - वेग के परिवर्तन की दर) के बावजूद हो सकता है a निरंतर गति। विचार करें कि वही कार एक गोलाकार रेस कोर्स के चारों ओर 15 मीटर/सेकेंड की निरंतर गति से चल रही है। समय की प्रति इकाई (इसकी गति) जितनी दूरी तय करती है, वह नहीं बदल रही है, लेकिनदिशा लगातार बदल रही है, इसलिए इसका कोई स्थिर वेग नहीं है।

गति बनाम गति की परिभाषा में अंतर। वेग दोनों के लिए समीकरणों में दिखाई देता है, साथ ही एक अंतर्निहित मान्यता है कि वेग एक वेक्टर मात्रा है।

गति के लिएवी, परिभाषा बस दूरी हैघसमय अंतराल में यात्रा कीतोप्रश्न में:

वेग के लिए​वी​, प्रतीक को बोल्ड किया गया है (या के शीर्ष पर एक तीर के साथ प्रदर्शित किया गया है)वी, हस्तलिखित समीकरणों में उपयोगी) यह दर्शाने के लिए कि यह एक सदिश है और यह विस्थापन से संबंधित है​रों​(एक वेक्टर जो एक, दो या तीन आयामों में एक चुने हुए प्रारंभिक स्थान के सापेक्ष अंतिम स्थान का वर्णन करता है) उस समय के अंतराल में जिसमें विस्थापन हुआ था।

तात्कालिक वेग समय के संबंध में विस्थापन के व्युत्पन्न द्वारा दिया जाता है:

वेग की इकाई केवल समय की एक इकाई में दूरी की एक इकाई है, जैसे मीटर प्रति सेकंड (एम/एस) या किलोमीटर प्रति घंटा (किमी/घंटा)।

त्वरण​ए​एक अन्य वेक्टर है, और इसे वेग के परिवर्तन की दर के रूप में परिभाषित किया गया है​वी​समय के संबंध में:

गति और वेग के बीच अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि विपरीत दिशाओं और वेग और अन्य वैक्टर जैसे त्वरण के बीच संबंध के कारण।

ट्रैक के चारों ओर चलने वाली कारों के साथ-साथ, एक और उदाहरण 2 मीटर/सेकेंड की निरंतर गति से यात्रा करने वाला एक मज़ेदार घोड़ा है। चूँकि यह एक वृत्त में यात्रा करता है, इसकी रैखिक दिशा लगातार बदल रही है, और इसलिए इसका वेग है लगातार बदलता रहता है और इसका त्वरण होता है (वृत्ताकार गति के लिए, इसे अभिकेन्द्रक कहते हैं त्वरण)।

एक अन्य उदाहरण वेग बनाम गति को देखने के महत्व को दर्शाता है। बस गति पर विचार। कल्पना कीजिए कि एक ट्रैक पर दो गाड़ियाँ एक-दूसरे की ओर टकरा रही हैं और टकराने वाली हैं। जब वे करते हैं, उनमें से एकजरूरदिशा बदलें। यदि आप संदर्भ का एक सामान्य ढांचा स्थापित नहीं करते हैं जो आपको गति की दिशा के साथ-साथ उनके अंतर को दिखाने की अनुमति देता है गति (यानी वेग में अंतर), यह जानकारी खो जाएगी - और यह भी स्पष्ट नहीं होगा कि वे टक्कर पर थे बेशक!

यह तथ्य कि वेग एक सदिश राशि है, वेगों को एक साथ जोड़ने की प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण है - यदि वे दोनों एक ही दिशा में हैं, तो वे एक साथ जुड़ते हैं, लेकिन यदि वे विपरीत दिशाओं में हैं (कहते हैं,एक्सतथा -एक्स) परिणाम एक घटाव है। किसी वस्तु का शुद्ध वेग ज्ञात करने के लिए - उदाहरण के लिए, एक बॉलिंग बॉल जो एक ट्रेवेलेटर (अक्सर हवाईअड्डों में पाए जाने वाले चलने वाले रास्ते) के विपरीत दिशा में चलती है - आपजरुरतप्रत्येक के बारे में दिशात्मक जानकारी यह गणना करने के लिए है कि गेंद समय की अवधि के बाद आगे या पीछे चलती रहेगी या नहीं।

इस मामले में, आप एक वेग को के रूप में परिभाषित करेंगेएक्सदिशा (जैसे, बॉलिंग बॉल की गति की दिशा) और दूसरी (ट्रैवेलेटर की गति) जैसे कि-एक्सदिशा, फिर सदिश राशियाँ जोड़ें, जिसका व्यवहार में मतलब होगा कि ट्रेवलेटर की गति को बॉलिंग बॉल से घटाना क्योंकि वे विपरीत दिशाओं में घूम रहे हैं।

औसत और तात्कालिक वेग के बीच का अंतर महत्वपूर्ण है जब गति रैखिक नहीं होती है (यानी, एक सीधी रेखा में), जैसे कि एक धावक एथलेटिक्स ट्रैक को पार करता है। किसी भी क्षण, उसेतात्कालिक वेगउसकी गति और वह सही समय पर किस दिशा में यात्रा कर रही है, उदाहरण के लिए, पूर्व की ओर 7 मीटर/सेकेंड। लेकिन उसका औसत वेग उसका योग हैविस्थापनपूरे समय अंतराल में उसकी गति, मान लीजिए, 60 सेकंड में हुई। इसका मतलब यह है कि यदि वह अपने मूल स्थान पर लौटकर 400 मीटर की पूरी गोद लेती है, तो उसका कुल विस्थापन 0 मीटर है, और इसलिए उसका औसत वेग 0 मीटर/सेकेंड होगा।

यह बेतुका लगता है क्योंकि यह स्पष्ट है कि उसकाऔसत​ ​स्पीडनिश्चित रूप से 0 मीटर/सेकेंड नहीं था। इसे उसके कुल के रूप में परिभाषित किया गया हैदूरीसमय की अवधि में यात्रा की, इसलिए यदि वह ६० सेकंड में ४००-मीटर ट्रैक चलाती है, तो उसकी औसत गति ४०० मीटर/६० सेकंड = ६.६७ मीटर/सेकंड होगी। उसकेतत्काल गतिसमय में एक विशिष्ट क्षण पर बस उसकी गति है - उदाहरण के लिए, यदि आपने उसके दौड़ने का वीडियो रोका है, तो उसकी गति उस सटीक क्षण में - दूसरे शब्दों में, वह उस समय प्रति यूनिट मीटर की यात्रा कर रही थी पल।

इससे पता चलता है कि आपके द्वारा चुने गए उपाय के साथ आपको कितनी सावधानी बरतने की आवश्यकता है। लूपेड (या किसी गैर-रैखिक) ट्रैक पर औसत वेग की तुलना में तात्कालिक वेग बहुत अधिक उपयोगी है, जबकि यदि आपको उसकी दिशा जानने की आवश्यकता नहीं है, तो तात्कालिक और औसत गति दोनों खोजने के लाभ हैं गति।