Kiekvienas, vairuojantis automobilį, yra susipažinęs su greičio sąvoka. Tai spidometro numeris, nurodantis, kaip greitai važiuoja automobilis. Automobiliuose greitis matuojamas myliomis per valandą (mph) arba kilometrais per valandą (km / h), tačiau fizikams greičiui dažniausiai naudojami vienetai yra metrai per sekundę (m / s). Tikslų greičio apibrėžimą galite gauti tiesiog ištyrę šiuos vienetus. Jie yra nuvažiuoto atstumo (d) vienetai, padalyti iš laiko vienetų (t), ir tai iš esmės yra greičio (S) apibrėžimas. Matematikos kalba tai rašote taip
S = \ frac {d} {t}
Momentinis ir vidutinis greitis
Jūsų automobilio spidometras nurodo, kiek nuvažiuojate per valandą, jei išlaikote pastovų greitį, tačiau vairuotojai tai daro retai. Įprastą važiavimo valandą greičio matuoklio užfiksuotas greitis nuolat keičiasi, o faktinis atstumas, kurį nuvažiuojate per valandą, yra visų šių greičių vidurkis. Bendras atstumas, kurį nuvažiuojate per laiko vienetą, pvz., Valandą, yra jūsų vidutinis greitis (Svid):
S_ {av} = \ frac {\ text {bendras atstumas}} {\ text {total time}}
Spidometre rodomas greitis yra jūsų momentinis greitis (SAš). Fizikai išreiškia momentinį greitį apibrėždami jį kaip padėties (x) pokytį tarp dviejų laiko intervalų, t1 ir t2 ir leisti laiko intervalui artėti prie nulio.
S_1 = \ frac {x_2-x_1} {t_2-t_1} = \ frac {\ Delta x} {\ Delta t}
Jei leisite approacht artėti prie nulio, gausite matematinę išraišką, vadinamą išvestine, kuri pagal susitarimą yra parašyta dx / dt. Fizikams tiksliausia momentinio greičio išraiška yra
S_1 = \ frac {dx} {dt}
Greitis ir greitis
Žmonės dažnai keičia žodžius greitis ir greitis, tačiau jie nereiškia to paties. Greitis yra vektorinis dydis, o tai reiškia, kad jis turi krypties komponentą, o greitis yra skaliarinis dydis, į kurį neatsižvelgiama.
Norėdami sužinoti, kodėl kryptis yra svarbi, apsvarstykite laiko, kurio reikia važiuojant tarp dviejų taškų tiesiu keliu ir vingiuotu, skirtumą. Jei kelias tiesus, galite įvertinti visus momentinius greičio matuoklius, užfiksuotus spidometru, ir gauti tą patį vidutinį greitį, kurį gautumėte padaliję bendrą atstumą iš bendro laiko. Tačiau jei kelias vėjuotas, šie du skaičiai bus skirtingi. Taip yra todėl, kad greičio kryptis link jūsų tikslo mažėja kiekvieną kartą, kai kelias pasisuka į kairę arba į dešinę.
Greitis kartais žymimas raide v, o rodyklė virš jos reiškia, kad tai yra vektorinis dydis, tačiau rodyklė iš tikrųjų nėra būtina. Pagal apibrėžimą greitis turi krypties komponentą.
Sukimosi greitis
Kai objektas sukasi, sukimosi greitis yra visų apsisukimų skaičius, kurį jis atlieka per laiko vienetą. Dažniausiai matuojami apsisukimai per minutę (aps./min.). Besisukančio disko taškų greitis į priekį nuolat keičiasi. Tangentinis greitis yra greitis į priekį bet kuriuo momentu, ir jam įtakos turi radialinis atstumas nuo sukimosi centro. Toliau nuo centro esantys taškai juda greičiau nei arčiau centro esantys taškai. Apskaičiuokite taško tangentinį greitį besisukančiame diske naudodami išraišką:
S_ {tangential} = \ text {sukimosi greitis} \ times \ text {radial distance}