Aki autót vezet, ismeri a sebesség fogalmát. Ez a sebességmérő szám adja meg, hogy milyen gyorsan halad az autó. Az autókban a sebesség mérése mérföld / óra (mph) vagy kilométer / óra (km / h), de a fizikusok által leggyakrabban használt sebesség mértékegysége méter másodperc (m / s). Pontosan meghatározhatja a sebességet, ha megvizsgálja ezeket az egységeket. Ezek a megtett távolság (d) egységei osztva az időegységekkel (t), és ez alapvetően a sebesség (S) meghatározása. A matematika nyelvén ezt írja
S = \ frac {d} {t}
Pillanatnyi és átlagos sebesség
Az autójában lévő sebességmérő megmondja, hogy meddig mész egy óra alatt, ha állandó sebességet tartasz, de a sofőrök ezt ritkán teszik meg. Egy tipikus vezetési órában a sebességmérő által rögzített sebesség folyamatosan változik, és az egy óra alatt megtett tényleges távolság ezeknek a sebességeknek az átlaga. Az időegységben, például egy órában megtett teljes távolság az átlagos sebesség (Sav):
S_ {av} = \ frac {\ text {teljes távolság}} {\ text {total time}}
A sebességmérőn megjelenített sebesség az Ön pillanatnyi sebessége (Sén). A fizikusok a pillanatnyi sebességet úgy fejezik ki, hogy két időintervallum (t) közötti (x) helyzet változásaként definiálják1 és t2 és hagyjuk, hogy az időintervallum megközelítse a nullát.
S_1 = \ frac {x_2-x_1} {t_2-t_1} = \ frac {\ Delta x} {\ Delta t}
Ha hagyod, hogy a approacht megközelítse a nullát, kapsz egy derivatívként ismert matematikai kifejezést, amelyet konvenció szerint dx / dt-nek írunk. A fizikusok számára a pillanatnyi sebesség legpontosabb kifejezése
S_1 = \ frac {dx} {dt}
Sebesség és sebesség
Az emberek gyakran felváltva használják a sebesség és a sebesség szavakat, de nem ugyanazt jelentik. A sebesség egy vektormennyiség, ami azt jelenti, hogy van egy irányított komponense, míg a sebesség egy skaláris mennyiség, amely nem veszi figyelembe az irányt.
Annak megértéséhez, hogy miért fontos az irány, vegye figyelembe az egyenes és a kanyargós két pont közötti távolság közötti különbséget. Ha az út egyenes, akkor átlagolhatja az összes pillanatnyi sebességet, amelyet a sebességmérő rögzít, és ugyanazt az átlagos sebességet kapja meg, mint ha a teljes távolságot elosztja a teljes idővel. Ha azonban szeles az út, ez a két szám különbözni fog. Ennek oka az, hogy a sebesség irányösszetevője az úticél felé csökken, valahányszor az út balra vagy jobbra kanyarodik.
A sebességet néha v betű jelöli, amelyen egy nyíl látható, jelezve, hogy ez egy vektormennyiség, de a nyíl nem igazán szükséges. Definíció szerint a sebességnek van egy irányított komponense.
Forgási sebesség
Amikor egy tárgy forog, a forgási sebesség az egységnyi idő alatt teljes fordulatszám. A leggyakoribb mértékegység a fordulat / perc (rpm). A forgó korong pontjainak előre haladó sebessége folyamatosan változik. A tangenciális sebesség az előre haladó sebesség az adott pillanatban, és befolyásolja a forgásközponttól számított sugárirányú távolság. A középponttól távolabb eső pontok gyorsabban mozognak, mint a középponthoz közelebb eső pontok. Kiszámítja a forgó lemez egy pontjának tangenciális sebességét a következő kifejezés segítségével:
S_ {tangenciális} = \ text {forgási sebesség} \ szor \ text {radial distance}