Ikviens, kurš vada automašīnu, pārzina ātruma jēdzienu. Tas ir skaitlis spidometrā, kas norāda, cik ātri automašīna brauc. Automašīnās ātrumu mēra jūdzēs stundā (mph) vai kilometros stundā (kph), bet vienības, ko fiziķi visbiežāk izmanto ātrumam, ir metri sekundē (m / s). Precīzu ātruma definīciju var iegūt, vienkārši pārbaudot šīs vienības. Tās ir nobrauktā attāluma vienības (d) dalītas ar laika vienībām (t), un tā būtībā ir ātruma (S) definīcija. Matemātikas valodā jūs to rakstāt šādi
S = \ frac {d} {t}
Tūlītējs un vidējais ātrums
Jūsu automašīnā esošais spidometrs norāda, cik tālu jūs braucat stundas laikā, ja uzturat nemainīgu ātrumu, bet autovadītāji to reti dara. Tipiskā braukšanas stundā spidometra reģistrētais ātrums pastāvīgi mainās, un faktiskais attālums, ko jūs veicat stundā, ir visu šo ātrumu vidējais lielums. Kopējais nobrauktais attālums laika vienībā, piemēram, stundā, ir jūsu vidējais ātrums (Svid):
S_ {av} = \ frac {\ text {kopējais attālums}} {\ text {total time}}
Spidometrā redzamais ātrums ir jūsu momentānais ātrums (S
S_1 = \ frac {x_2-x_1} {t_2-t_1} = \ frac {\ Delta x} {\ Delta t}
Ja ļaujat approacht tuvoties nullei, iegūstat matemātisku izteiksmi, kas pazīstama kā atvasinājums, kas pēc vienošanās ir rakstīts dx / dt. Fiziķiem visprecīzākā momentānā ātruma izteiksme ir
S_1 = \ frac {dx} {dt}
Ātrums un ātrums
Cilvēki bieži lieto vārdus ātrums un ātrums aizstājami, taču tie nenozīmē to pašu. Ātrums ir vektora lielums, kas nozīmē, ka tam ir virziena komponents, turpretī ātrums ir skalārs lielums, kas neņem vērā virzienu.
Lai saprastu, kāpēc virziens ir svarīgs, ņemiet vērā laika atšķirību, kas nepieciešama, braucot starp diviem taisna ceļa punktiem un līkumainiem. Ja ceļš ir taisns, varat vidēji novērtēt visus spidometra reģistrētos momentānos ātrumus un iegūt tādu pašu vidējo ātrumu, kāds būtu, dalot kopējo attālumu ar kopējo laiku. Ja ceļš ir vējains, šie divi skaitļi būs atšķirīgi. Tas ir tāpēc, ka ātruma virziena sastāvdaļa uz jūsu galamērķi samazinās katru reizi, kad ceļš nobrauc pa kreisi vai pa labi.
Ātrumu dažreiz apzīmē ar burtu v ar bultiņu virs tā, lai norādītu, ka tas ir vektora lielums, bet bulta patiesībā nav nepieciešama. Pēc definīcijas ātrumam ir virziena komponents.
Rotācijas ātrums
Kad objekts rotē, rotācijas ātrums ir visu apgriezienu skaits, ko tas veic laika vienībā. Visizplatītākās vienības ir apgriezieni minūtē (apgr./min). Punktiem vērpšanas diskā ir ātrums uz priekšu, kas nepārtraukti maina virzienu. Tangenciālais ātrums ir ātrums uz priekšu jebkurā brīdī, un to ietekmē radiālais attālums no rotācijas centra. Punkti, kas atrodas tālāk no centra, pārvietojas ātrāk nekā punkti, kas atrodas tuvāk centram. Jūs aprēķināt rotējošā diska punkta tangenciālo ātrumu, izmantojot izteicienu:
S_ {tangenciāls} = \ teksts {rotācijas ātrums} \ reizes \ teksts {radiālais attālums}