La velocità è il cambiamento di posizione (x), o distanza, nel tempo. Se conosci il cambio di posizione e il tempo impiegato per completare il viaggio, puoi determinare la velocità. Allo stesso modo, se hai due di queste variabili, puoi sempre risolvere per la terza.
La relazione tra queste tre variabili è la seguente:
V = \dfrac{\bigtriangleup x}{t}
Come trovare la velocità
Un'auto va da Baltimora a Washington D.C. in un'ora e mezza. Se sai che ci sono 38 miglia tra le due città, qual è stata la velocità media dell'auto durante il viaggio? Poiché questo è un viaggio che va in una direzione, il cambiamento di posizione è uguale alla distanza. Poiché conosci il tempo e la distanza, puoi risolvere per velocità inserendo la formula della distanza in fisica:
V = \dfrac{\bigtriangleup x}{t}
V = \dfrac{38}{1.5} = 25,3
Quindi sai che la tua risposta è 25.3, ma questo non è del tutto completo: 25.3 che cosa? Le unità sono importanti tanto quanto la risposta numerica quando si tratta di problemi di fisica, quindi non perdere traccia di ciò che stai usando per misurare la distanza e il tempo. Poiché stai misurando la distanza in miglia e il tempo in ore, la tua risposta finale è miglia divise per ore o miglia all'ora.
Prova un altro esempio:
Un ciclista completa una corsa di 550 metri in 1,5 ore. Qual è la velocità della bici in metri al secondo? Qui, poiché devi determinare la velocità in metri al secondo, converti prima il tempo in secondi:
(1,5 ore)(60 minuti)(60 secondi) = 5.400 secondi
Quindi, inserisci le tue variabili note nella formula della velocità:
V = \dfrac{\bigtriangleup x}{t}
V = \dfrac{550}{5400} = 0,1 m/s
Formula della distanza in fisica
Se sai quanto velocemente e per quanto tempo stava viaggiando qualcosa, puoi calcolare la distanza percorsa. Hai solo bisogno di riorganizzare la formula della velocità sopra per ottenere la formula della distanza in fisica:
{\ bigtriangleup x} = (velocità) (tempo)
Un aereo viaggia a 150 miglia all'ora da Atlanta a San Diego. Quanto ha percorso l'aereo in 3,5 ore?
Poiché l'aereo sembra andare in una direzione (verso San Diego) in linea retta, puoi presumere che il cambiamento di posizione sia uguale alla distanza. Inserisci le tue variabili conosciute nella formula della distanza:
{\bigtriangleup x} =(150mph)(3.5h) = 525 miglia
Suggerimenti
Assicurati di prestare attenzione alle unità quando usi la formula della distanza in fisica. Se stai usando una velocità di miglia all'ora e stai risolvendo per la distanza, assicurati che anche il tuo tempo sia in ore.
Risolvere per tempo
Se hai bisogno di risolvere per tempo, riorganizza la formula ancora una volta:
tempo = \dfrac{\bigtriangleup x}{velocità}
Diciamo che una tartaruga striscia a 3 mph. Quanto tempo impiegherà la tartaruga a finire una corsa di 5 miglia?
tempo = \dfrac{5}{3} = 1,67 h
Velocità contro velocità
Le persone tendono a usare "velocità" per "velocità" e viceversa, ma lo sono leggermente diverso concetti. La velocità non tiene conto della direzione, mentre la velocità sì. Se guardi la formula, la velocità è il cambiamento di posizione nel tempo, mentre la velocità è la distanza nel tempo. Vediamo un esempio per illustrare:
Diciamo che guidi per 20 miglia da casa tua al campus universitario e poi torni indietro. Ci hai messo un'ora di andata e ritorno. Qual è la tua velocità media?
Conosci la tua distanza totale e il tempo impiegato, quindi inserisci la formula per la velocità:
velocità= \dfrac{distanza}{tempo}
velocità= \dfrac{40}{1} = 40mph
Ora, qual è la tua velocità media? Tieni presente che utilizzi il cambiamento di posizione o lo spostamento per determinare la velocità perché la direzione è importante:
velocità= \dfrac{\bigtriangleup distanza}{tempo}
Dal momento che finisci nella posizione iniziale, il tuo cambiamento di posizione o distanza è in realtà 0, il che significa che anche la tua velocità è 0. La velocità è uguale alla formula per la velocità solo se stai viaggiando in linea retta.