ความเร็วคือการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่ง (x) หรือระยะทาง เมื่อเวลาผ่านไป หากคุณทราบการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งและระยะเวลาที่ใช้ในการเดินทาง คุณสามารถกำหนดความเร็วได้ ในทำนองเดียวกัน หากคุณมีตัวแปรสองตัวนี้ คุณสามารถแก้หาตัวที่สามได้เสมอ
ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรทั้งสามนี้มีดังต่อไปนี้:
V = \dfrac{\bigtriangleup x}{t}
วิธีค้นหาความเร็ว
รถยนต์ขับจากบัลติมอร์ไปยังวอชิงตัน ดีซี ใน 1.5 ชั่วโมง ถ้าคุณรู้ว่าทั้งสองเมืองอยู่ห่างจากกัน 38 ไมล์ ความเร็วเฉลี่ยของรถในระหว่างการเดินทางคือเท่าไร? เนื่องจากเป็นทริปที่ไปในทิศทางเดียว ตำแหน่งที่เปลี่ยนก็เท่ากับระยะทาง เนื่องจากคุณรู้เวลาและระยะทาง คุณจึงสามารถ แก้ความเร็ว โดยการใส่สูตรระยะทางในฟิสิกส์:
V = \dfrac{\bigtriangleup x}{t}
V = \dfrac{38}{1.5} = 25.3
คุณจึงรู้ว่าคำตอบของคุณคือ 25.3 แต่ยังไม่สมบูรณ์: 25.3 อะไร? หน่วยมีความสำคัญพอๆ กับคำตอบที่เป็นตัวเลขเมื่อพูดถึงปัญหาฟิสิกส์ ดังนั้นอย่าหลงทางว่าคุณกำลังใช้อะไรในการวัดระยะทางและเวลา เนื่องจากคุณกำลังวัดระยะทางเป็นไมล์และเวลาเป็นชั่วโมง คำตอบสุดท้ายของคุณคือไมล์หารด้วยชั่วโมง หรือไมล์ต่อชั่วโมง
ลองอีกตัวอย่างหนึ่ง:
นักปั่นจักรยานจบการแข่งขัน 550 เมตรใน 1.5 ชั่วโมง ความเร็วของจักรยานเป็นเมตรต่อวินาทีคืออะไร? ที่นี่ เนื่องจากคุณต้องกำหนดความเร็วเป็นเมตรต่อวินาที ให้แปลงเวลาเป็นวินาทีก่อน:
(1.5 ชั่วโมง)(60 นาที)(60 วินาที) = 5,400 วินาที
จากนั้น แทนค่าตัวแปรที่คุณทราบลงในสูตรความเร็ว:
V = \dfrac{\bigtriangleup x}{t}
V = \dfrac{550}{5400} = 0.1m/s
สูตรระยะทางในวิชาฟิสิกส์
หากคุณรู้ว่าบางสิ่งกำลังเคลื่อนที่เร็วและนานแค่ไหน คุณสามารถคำนวณหาระยะทางที่เดินทางได้ คุณเพียงแค่ต้อง จัดเรียงใหม่ สูตรความเร็วด้านบนเพื่อให้ได้สูตรระยะทางในฟิสิกส์:
{\bigtriangleup x} =(ความเร็ว)(เวลา)
เครื่องบินลำหนึ่งเดินทาง 150 ไมล์ต่อชั่วโมงระหว่างเดินทางจากแอตแลนต้าไปซานดิเอโก เครื่องบินเดินทางได้ไกลแค่ไหนใน 3.5 ชั่วโมง?
เนื่องจากเครื่องบินดูเหมือนจะไปในทิศทางเดียว (ไปยังซานดิเอโก) เป็นเส้นตรง คุณสามารถสันนิษฐานได้ว่าการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งเท่ากับระยะทาง แทนค่าตัวแปรที่คุณรู้จักลงในสูตรระยะทาง:
{\bigtriangleup x} =(150mph)(3.5h) = 525 ไมล์
เคล็ดลับ
อย่าลืมใส่ใจหน่วยเมื่อใช้สูตรระยะทางในวิชาฟิสิกส์ หากคุณกำลังใช้ความเร็วเป็นไมล์ต่อชั่วโมง และกำลังหาระยะทาง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเวลาของคุณเป็นชั่วโมงด้วย
การแก้ปัญหาสำหรับเวลา
หากคุณต้องการแก้ไขเวลา คุณเพียงแค่จัดเรียงสูตรใหม่อีกครั้ง:
เวลา = \dfrac{\bigtriangleup x}{velocity}
สมมติว่าเต่าคลานด้วยความเร็ว 3 ไมล์ต่อชั่วโมง เต่าจะใช้เวลานานแค่ไหนในการจบการแข่งขัน 5 ไมล์?
เวลา = \dfrac{5}{3} = 1.67 ชั่วโมง
ความเร็วกับความเร็ว
ผู้คนมักใช้ "ความเร็ว" แทน "ความเร็ว" และในทางกลับกัน แต่พวกมันกลับเป็น ต่างกันเล็กน้อย แนวคิด ความเร็วไม่ได้คำนึงถึงทิศทางในขณะที่ความเร็วคำนึงถึง ถ้าคุณดูที่สูตร ความเร็วคือการเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งเมื่อเวลาผ่านไป ในขณะที่ความเร็วคือระยะทางเมื่อเวลาผ่านไป ลองดูตัวอย่างเพื่ออธิบาย:
สมมติว่าคุณขับรถ 20 ไมล์จากบ้านไปยังวิทยาเขตของวิทยาลัยแล้วเดินทางกลับ คุณใช้เวลาเดินทางไปกลับหนึ่งชั่วโมง ความเร็วเฉลี่ยของคุณคืออะไร?
คุณทราบระยะทางทั้งหมดและเวลาที่ใช้ ดังนั้นให้ใส่สูตรสำหรับความเร็ว:
ความเร็ว= \dfrac{distance}{time}
ความเร็ว= \dfrac{40}{1} = 40mph
ทีนี้ ความเร็วเฉลี่ยของคุณเป็นเท่าไหร่? โปรดทราบว่าคุณใช้การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งหรือการกระจัดเพื่อกำหนดความเร็วเนื่องจากทิศทางมีความสำคัญ:
ความเร็ว= \dfrac{\bigtriangleup distance}{time}
เนื่องจากคุณสิ้นสุดที่ตำแหน่งเริ่มต้น การเปลี่ยนแปลงในตำแหน่งหรือระยะทางของคุณจึงเป็น 0 ซึ่งหมายความว่าความเร็วของคุณจะเป็น 0 เช่นกัน ความเร็วจะเท่ากับสูตรของความเร็วก็ต่อเมื่อคุณเดินทางเป็นเส้นตรงเท่านั้น