Kaj je hitrost?

Kdor vozi avto, pozna koncept hitrosti. Številka na merilniku hitrosti vam pove, kako hitro gre avto. V avtomobilih se hitrost meri v miljah na uro (mph) ali kilometrih na uro (km / h), toda enote, ki jih fiziki najpogosteje uporabljajo za hitrost, so metri na sekundo (m / s). Natančno opredelitev hitrosti lahko dobite že s pregledom teh enot. So enote prevožene razdalje (d), deljene z enotami časa (t), in to je v bistvu definicija hitrosti (S). V jeziku matematike to zapišete kot

S = \ frac {d} {t}

Takojšnja in povprečna hitrost

Merilnik hitrosti v vašem avtomobilu vam pove, kako daleč greste v eni uri, če ohranjate stalno hitrost, vendar vozniki tega redko storijo. V tipični uri vožnje se hitrost, ki jo zabeleži merilnik hitrosti, nenehno spreminja, dejanska razdalja, ki jo prevozite v eni uri, pa je povprečje vseh teh hitrosti. Skupna razdalja, ki jo prevoziš v enoti časa, na primer v eni uri, je tvoja povprečna hitrost (S.povprečno):

S_ {av} = \ frac {\ text {skupna razdalja}} {\ text {skupni čas}}

Hitrost, prikazana na merilniku hitrosti, je vaša trenutna hitrost (Sjaz). Fiziki trenutno hitrost izrazijo tako, da jo opredelijo kot spremembo položaja (x) med dvema časovnima intervaloma, t1 in t2 in pustite, da se časovni interval približa ničli.

S_1 = \ frac {x_2-x_1} {t_2-t_1} = \ frac {\ Delta x} {\ Delta t}

Če pustite, da se ∆t ne približa ničli, dobite matematični izraz, znan kot izpeljanka, ki se po dogovoru zapiše dx / dt. Za fizike je najbolj natančen izraz trenutne hitrosti

S_1 = \ frac {dx} {dt}

Hitrost in hitrost

Ljudje besede "hitrost in hitrost" pogosto uporabljamo zamenljivo, vendar ne mislimo isto. Hitrost je vektorska veličina, kar pomeni, da ima usmerjeno komponento, medtem ko je hitrost skalarna veličina, ki ne upošteva smeri.

Da bi ugotovili, zakaj je smer pomembna, upoštevajte časovno razliko med vožnjo med dvema točkama na ravni cesti in vijugasti. Če je cesta ravna, lahko vse trenutne hitrosti, ki jih zabeleži merilnik hitrosti, povprečite in dosežete enako povprečno hitrost, kot bi jo delili s skupno razdaljo s skupnim časom. Če je cesta vetrovna, pa se ti dve številki razlikujeta. To pa zato, ker se usmerjena komponenta hitrosti proti cilju zmanjša vsakič, ko cesta zavije v levo ali desno.

Hitrost včasih označimo s črko v s puščico nad njo, kar pomeni, da gre za vektorsko količino, puščica pa v resnici ni potrebna. Po definiciji ima hitrost usmerjeno komponento.

Hitrost vrtenja

Ko se predmet vrti, je hitrost vrtenja število celotnih vrtljajev, ki jih naredi v enoti časa. Najpogostejše enote so vrtljaji na minuto (vrt / min). Točke na vrtljivem disku imajo hitrost naprej, ki nenehno spreminja smer. Tangencialna hitrost je hitrost naprej v danem trenutku, nanjo pa vpliva radialna razdalja od središča vrtenja. Točke bolj oddaljene od središča se premikajo hitreje kot točke bližje središču. Tangencialno hitrost točke na vrtljivem disku izračunamo z izrazom:

S_ {tangencialno} = \ besedilo {hitrost vrtenja} \ krat \ besedilo {radialna razdalja}

  • Deliti
instagram viewer