- Vidutinio greičio vektoriaus charakteristikos v
- Vidutinio greičio ženklai
- Vidutinis greitis: skaliarinis dydis
- Pratimas išspręstas
- Nuorodos
Vidutinis greitis už judančio dalelių yra apibrėžiama kaip tarp pozicijos, kad ji patiria variacijos ir laiko intervalo naudojamas pokyčių santykis. Paprasčiausia padėtis yra tokia, kai dalelė juda tiese, žymima x ašimi.
Tarkime, kad judantis objektas užima x 1 ir x 2 pozicijas atitinkamai t 1 ir t 2 . Vidutinio greičio v m apibrėžimas pateikiamas matematiškai taip:
V m vienetai tarptautinėje sistemoje yra metrai per sekundę (m / s). Kiti dažniausiai naudojami vienetai, rodomi tekstuose ir mobiliuosiuose įrenginiuose, yra: km / h, cm / s, mylios / h, pėdos / s ir dar daugiau, jei jie yra formos ilgio / laiko.
Graikiška raidė „Δ“ skaitoma kaip „delta“ ir naudojama trumpai parodyti skirtumą tarp dviejų dydžių.
Vidutinio greičio vektoriaus charakteristikos v
Vidutinis greitis yra svarbi judėjimo savybė. Šaltinis: „Pixabay“
Vidutinis greitis yra vektorius, nes jis yra susijęs su padėties pasikeitimu, kuris savo ruožtu yra žinomas kaip poslinkio vektorius.
Ši kokybė paryškinta arba rodykle aukščiau raidės, žyminčios dydį. Tačiau vienoje iš matmenų vienintelė įmanoma kryptis yra x ašies kryptis, todėl vektoriaus žymėjimo negalima atsisakyti.
Kadangi vektoriai turi dydį, kryptį ir prasmę, pradinis lygties žvilgsnis rodo, kad vidutinis greitis turės tokią pačią kryptį ir pojūtį kaip poslinkis.
Įsivaizduokime dalelę pavyzdyje judančią tiesia linija. Norint apibūdinti jo judėjimą, būtina nurodyti atskaitos tašką, kuris bus „kilmė“ ir bus žymimas kaip O.
Dalelė gali judėti link O arba tolyn nuo jos, į kairę arba į dešinę. Tam tikros pozicijos pasiekimas taip pat gali užtrukti trumpai ar ilgai.
Minėti dydžiai: padėtis, poslinkis, laiko intervalas ir vidutinis greitis apibūdina dalelės elgesį jai judant. Tai yra kinematiniai kiekiai.
Pozicijoms ar vietoms, esančioms kairėje nuo O, atskirti naudojamas ženklas (-), o dešinėje O esančios žymės ženklas (+).
Vidutinis greitis turi geometrinę interpretaciją, kurią galima pamatyti šiame paveiksle. Tai tiesės, einančios per taškus P ir Q, nuolydis. Pjaustant kreivės padėtį vs. laikas dviejuose taškuose, tai yra neatsiejama linija.
Geometrinis vidutinio greičio, kaip linijos, jungiančios taškus P ir Q, nuolydis. Šaltinis: す じ に く シ チ ュ ー.
Vidutinio greičio ženklai
Atliekant tolesnę analizę reikia atsižvelgti į tai, kad t 2 > t 1 . Tai yra, kitas momentas visada yra didesnis nei dabartinis. Tokiu būdu t 2 - t 1 visada yra teigiamas, kas paprastai turi prasmę kiekvieną dieną.
Tada vidutinio greičio ženklas bus nustatomas pagal x 2 - x 1 . Atminkite, kad svarbu aiškiai pasakyti, kur yra taškas O - kilmė, nes tai yra taškas, kurio atžvilgiu dalelė sakoma einanti „į dešinę“ arba „į kairę“.
Arba „pirmyn“, arba „atgal“, kaip nori skaitytojas.
Jei vidutinis greitis yra teigiamas, tai reiškia, kad vidutiniškai „x“ vertė laikui bėgant didėja, nors tai nereiškia, kad jis galėjo sumažėti tam tikru nagrinėjamo laikotarpio momentu - Δt.
Tačiau globaliu požiūriu laiko pabaigoje Δt ji užėmė didesnę poziciją, nei turėjo pradžioje. Šioje analizėje nepaisoma judėjimo detalių.
Ką daryti, jei vidutinis greitis yra neigiamas? Tada tai reiškia, kad dalelė baigiasi mažesne koordinatė, nei ta, su kuria ji prasidėjo. Grubiai jis pajudėjo atgal. Pažvelkime į keletą skaitmeninių pavyzdžių:
1 pavyzdys : atsižvelgiant į nurodytas pradžios ir pabaigos vietas, nurodykite vidutinio greičio ženklą. Kur dalelė judėjo globaliai?
a) x 1 = 3 m; x 2 = 8 m
Atsakymas : x 2 - x 1 = 8 m - 3 m = 5 m. Teigiamas vidutinis greitis, dalelė judėjo į priekį.
b) x 1 = 2 m; x 2 = -3 m
Atsakymas : x 2 - x 1 = -3 m - 2 m = -5 m. Neigiamas vidutinis greitis, dalelė judėjo atgal.
c) x 1 = - 5 m; x 2 = -12 m
Atsakymas : x 2 - x 1 = -12 m - (-5 m) = -7 m. Neigiamas vidutinis greitis, dalelė judėjo atgal.
d) x 1 = - 4 m; x 2 = 10 m
Atsakymas : x 2 - x 1 = 10 m - (-4 m) = 14 m. Teigiamas vidutinis greitis, dalelė judėjo į priekį.
Ar vidutinis greitis gali būti 0? Taip, kol pradžios ir atvykimo taškai yra vienodi. Ar tai reiškia, kad dalelė visą laiką būtinai buvo ramybėje?
Ne, tai tiesiog reiškia, kad kelionė buvo abipus maršruto. Galbūt keliavo greitai, o gal labai lėtai. Kol kas nežinoma.
Vidutinis greitis: skaliarinis dydis
Tai verčia mus apibrėžti naują terminą: vidutinis greitis. Fizikoje svarbu atskirti vektorinius ir nevektorinius dydžius: skalarius.
Dalelių, kurios padarė kelionę pirmyn ir atgal, vidutinis greitis yra 0, tačiau jis galėjo būti arba nebuvo labai greitas. Norėdami tai sužinoti, vidutinis greitis yra apibrėžiamas taip:
Vidutinio greičio vienetai yra tokie patys kaip vidutinio greičio. Pagrindinis skirtumas tarp dviejų dydžių yra tas, kad vidutinis greitis apima įdomią informaciją apie dalelės kryptį ir kryptį.
Vietoj to, vidutinis greitis suteikia tik skaitinę informaciją. Su juo yra žinoma, kaip greitai ar lėtai dalelė judėjo, bet ne tai, ar ji judėjo pirmyn, ar atgal. Taigi tai yra skaliarinis kiekis. Kaip juos atskirti žymint? Vienas iš būdų yra paryškinti pernešėjus vektoriams arba ant jų uždėti rodyklę.
Ir svarbu pažymėti, kad vidutinis greitis neturi būti lygus vidutiniam greičiui. Kelionės pirmyn ir atgal vidutinis greitis yra lygus nuliui, tačiau vidutinis greitis ne. Abu visada turi tą pačią skaitinę vertę, kai visada važiuoji ta pačia kryptimi.
Pratimas išspręstas
Neskubėdami grįžtate namo iš mokyklos, važiuodami 95 km / h greičiu, 130 km. Pradeda lyti ir lėtėja iki 65 km / h. Pagaliau jis grįžta namo nuvažiavęs 3 valandas ir 20 minučių.
a) Kiek jūsų namai yra nuo mokyklos?
b) Koks buvo vidutinis greitis?
Atsakymai:
a) Būtina atlikti kai kuriuos išankstinius skaičiavimus:
Kelionė yra padalinta į dvi dalis, bendras atstumas yra:
d = d1 + d 2 , kai d1 = 130 km
t2 = 3,33 - 1,37 valandos = 1,96 valandos
D 2 apskaičiavimas :
d 2 = 65 km / hx 1,96 h = 125,4 km.
Mokykla yra d1 + d 2 = 255,4 km nuo namo.
b) Dabar galima rasti vidutinį greitį:
Nuorodos
- Giancoli, D. Fizika. Principai su paraiškomis. Šeštasis leidimas. Prentice salė. 21–22.
- Resnick, R. (1999). Fizinis. Trečias leidimas ispanų kalba. Meksika. „Compañía Continental SA“ de CV 20–21.
- Serway, R., Jewett, J. (2008). Fizika mokslui ir inžinerijai. 1 tomas. 7 ma. Leidimas. Meksika. „Cengage“ mokymosi redaktoriai. 21–23.