Физика формула скорости: Формула скорости в физике

Содержание

Формула скорости в физике

Содержание:

Определение и формула скорости

Определение

Мгновенной скоростью (или чаще просто скоростью) материальной точки называется физическая величина равная первой производной от радиус–вектора $\bar{r}$ точки по времени (t). Обозначают скорость обычно буквой v. Это векторная величина. Математически определение вектора мгновенной скорости записывается как:

$$\bar{v}=\frac{d \bar{r}}{d t}=\dot{\bar{r}}(1)$$

Скорость имеет направление указывающее направление движения материальной точки и лежит на касательной к траектории ее движения. Модуль скорости можно определить как первую производную от длины пути (s) по времени:

$$v=\frac{d s}{d t}=\dot{s}(2)$$

Скорость характеризует быстроту перемещения в направлении движения точки по отношениюк рассматриваемой системе координат.

Скорость в разных системах координат

Проекции скорости на оси декартовой системы координат запишутся как:

$$v_{x}=\dot{x} ; v_{y}=\dot{y} ; v_{z}=\dot{z}(3)$$

Следовательно, вектор скоростив декартовых координатах можно представить:

$$\bar{v}=\dot{x} \bar{i}+\dot{y} \bar{j}+\dot{z} \bar{k}(4)$$

где $\bar{i}, \bar{j}, \bar{k}$ единичные орты. {2}=-10(2.3)$$

При решении уравнения (2.3) нам подойдет корень равный:

$$t_{3}=5+6=11 (c)$$

Ответ. 1) $x=0 \mathrm{~m}$ 2) $t_{1}=8,8 \mathrm{c}, t_{2}=1,13 c, t_{3}=11 c$

Читать дальше: Формула средней скорости.

Формула скорости в физике

Содержание:

Определение и формула скорости

Определение

Мгновенной скоростью (или чаще просто скоростью) материальной точки называется физическая величина равная первой производной от радиус–вектора $\bar{r}$ точки по времени (t). Обозначают скорость обычно буквой v. Это векторная величина. Математически определение вектора мгновенной скорости записывается как:

$$\bar{v}=\frac{d \bar{r}}{d t}=\dot{\bar{r}}(1)$$

Скорость имеет направление указывающее направление движения материальной точки и лежит на касательной к траектории ее движения. Модуль скорости можно определить как первую производную от длины пути (s) по времени:

$$v=\frac{d s}{d t}=\dot{s}(2)$$

Скорость характеризует быстроту перемещения в направлении движения точки по отношениюк рассматриваемой системе координат. {2}=-10(2.3)$$

При решении уравнения (2.3) нам подойдет корень равный:

$$t_{3}=5+6=11 (c)$$

Ответ. 1) $x=0 \mathrm{~m}$ 2) $t_{1}=8,8 \mathrm{c}, t_{2}=1,13 c, t_{3}=11 c$

Читать дальше: Формула средней скорости.

Формула скорости в физике

Содержание:

Определение и формула скорости

Определение

Мгновенной скоростью (или чаще просто скоростью) материальной точки называется физическая величина равная первой производной от радиус–вектора $\bar{r}$ точки по времени (t). Обозначают скорость обычно буквой v. Это векторная величина. Математически определение вектора мгновенной скорости записывается как:

$$\bar{v}=\frac{d \bar{r}}{d t}=\dot{\bar{r}}(1)$$

Скорость имеет направление указывающее направление движения материальной точки и лежит на касательной к траектории ее движения. Модуль скорости можно определить как первую производную от длины пути (s) по времени:

$$v=\frac{d s}{d t}=\dot{s}(2)$$

Скорость характеризует быстроту перемещения в направлении движения точки по отношениюк рассматриваемой системе координат. {2}=-10(2.3)$$

При решении уравнения (2.3) нам подойдет корень равный:

$$t_{3}=5+6=11 (c)$$

Ответ. 1) $x=0 \mathrm{~m}$ 2) $t_{1}=8,8 \mathrm{c}, t_{2}=1,13 c, t_{3}=11 c$

Читать дальше: Формула средней скорости.

Формула скорости в физике

Содержание:

Определение и формула скорости

Определение

Мгновенной скоростью (или чаще просто скоростью) материальной точки называется физическая величина равная первой производной от радиус–вектора $\bar{r}$ точки по времени (t). Обозначают скорость обычно буквой v. Это векторная величина. Математически определение вектора мгновенной скорости записывается как:

$$\bar{v}=\frac{d \bar{r}}{d t}=\dot{\bar{r}}(1)$$

Скорость имеет направление указывающее направление движения материальной точки и лежит на касательной к траектории ее движения. Модуль скорости можно определить как первую производную от длины пути (s) по времени:

$$v=\frac{d s}{d t}=\dot{s}(2)$$

Скорость характеризует быстроту перемещения в направлении движения точки по отношениюк рассматриваемой системе координат. {2}=-10(2.3)$$

При решении уравнения (2.3) нам подойдет корень равный:

$$t_{3}=5+6=11 (c)$$

Ответ. 1) $x=0 \mathrm{~m}$ 2) $t_{1}=8,8 \mathrm{c}, t_{2}=1,13 c, t_{3}=11 c$

Читать дальше: Формула средней скорости.

Скорость | Физика

Проделаем опыт. Установим на тележку капельницу (рис. 11). Из капельницы через одинаковые промежутки времени падают капли окрашенной жидкости. Если присоединить к тележке груз (как это показано на рисунке 11), то при определенной его величине расстояния между следами, оставленными каплями на бумаге (при движении тележки), могут оказаться равными. Это означает, что тележка за одинаковые промежутки времени проходит равные пути.Повернув кран капельницы так, чтобы капли падали чаще, повторим опыт. Следы капель и в этом случае оказываются на равных расстояниях друг от друга, хотя и меньших, чем в первом опыте. А это значит, что и за меньшие одинаковые промежутки времени тележка проходит одинаковые пути.

Если какое-нибудь тело за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути, то его движение называют равномерным.

Быстроту движения характеризуют физической величиной, называемой скоростью. Известно, что самолет движется быстрее автомобиля, а искусственный спутник Земли — быстрее самолета.

Скорость тела при равномерном движении показывает, какой путь проходит тело за единицу времени. Например, если за каждый час пешеход проходит 3 км, а самолет пролетает 900 км, то говорят, что скорость пешехода 3 км/ч, а скорость самолета 900 км/ч.

Если же известно, что тот же пешеход за каждые два часа проходит 6 км, то, для того чтобы узнать, какой путь он проходит за 1 ч, следует эти 6 км разделить на 2 ч. При этом мы снова получим 3 км/ч.

Итак, чтобы определить скорость тела при равномерном движении, надо пройденный телом путь разделить на время движения, т. е.

.

Обозначим все величины, входящие в это выражение, латинскими буквами:

s — путь, v — скорость, t — время.

Тогда формулу для нахождения скорости можно представить в следующем виде:

В СИ за единицу скорости принимают скорость такого равномерного движения, при котором движущееся тело за 1 с походит путь, равный 1 м. Эту единицу обозначают или 1 м/с (читается “метр в секунду”).

На практике часто применяют другую единицу скорости: 1 км/ч. Найдем связь между разными единицами скорости. Так как 1 км = 1000 м, а 1 ч = 60 мин = 3600 с, то мы можем записать:

.

Рассмотрим пример. Пусть требуется выразить скорость самолета, равную 720 км/ч, в метрах в секунду. Переводя километры в метры, а час в секунды, получаем

.

При равномерном движении числовое значение скорости не изменяется. Если, например, скорость тела равна 60 км/ч, то это значение будет оставаться таким же на протяжении всего времени движения.

Но, кроме своего числового значения, скорость имеет и свое направление. Поэтому на рисунках скорость тела изображают в виде стрелки (рис. 12). Стрелка указывает направление скорости (а следовательно, и движения) тела.

.

Величины, имеющие направление в пространстве, называют векторными величинами или просто векторами. Скорость — величина векторная. Векторной величиной, как мы увидим позже, является также сила. С другой стороны, такие величины, как масса, путь, объем, векторами не являются: они не имеют направления в пространстве и характеризуются лишь числовым значением.

В таблице 2 приведены значения некоторых скоростей, встречающихся в природе.

Таблица 2

Скорости движения, м/с

Не все указанные в таблице 2 движения являются равномерными. Лишь звук, свет и радиоволны при определенных условиях распространяются с постоянной скоростью. Скорости остальных тел меняются в процессе движения. Поэтому для них указаны средние или наибольшие значения, которые могут быть достигнуты этими телами.

Движения, при которых скорость тела на разных участках траектории различна, называются неравномерными.

Неравномерные движения характеризуют средней скоростью. Средняя скорость неравномерного движения находится так же, как и скорость равномерного движения, т. е. пройденный телом путь делится на время движения:Только полученное при этом значение может не совпадать со скоростью движения тела на отдельных участках траектории. При неравномерном движении тело на одних участках имеет меньшую скорость, на других — большую. Например, поезд, отходящий от станции, начинает двигаться все быстрее и быстрее. Подъезжая к станции, он, наоборот, замедляет свое движение.

Лишь при равномерном движении скорость тела на протяжении всей траектории имеет неизменное числовое значение.

Зная скорость и время равномерного движения тела, можно вычислить пройденный телом путь. Из формулы (6.1) следует, что

(6.2)
Итак, чтобы найти путь, пройденный при равномерном движении, надо скорость тела умножить на время движения.
Если же известны путь и скорость, то можно найти время движения. Из формулы (6.2) получаем
(6.3)
Итак, чтобы найти время движения, надо путь, пройденный телом, разделить на его скорость.

1. Какое движение называют равномерным? 2. Что показывает скорость равномерного движения? 3. Как определяется скорость при равномерном движении? 4. Как находится пройденный путь, если известны скорость и время движения? 5. Как находится время движения, если известны путь и скорость движения? 6. Какое движение называют неравномерным? 7. Как нужно изменить условия опыта, изображенного на рисунке 11, чтобы движение тележки стало неравномерным? Как при этом изменятся расстояния между следами, оставляемыми падающими каплями? 8. Как находится средняя скорость? 9. Какие величины называют векторными? Как их изображают на рисунках?

Экспериментальные задания. 1. Определите среднюю скорость, с которой вы пробегаете 100 м. 2. Если у вас дома есть игрушечный заводной автомобиль, то, сделав необходимые измерения, найдите среднюю скорость, с которой он перемещается. Результаты измерений и вычислений запишите в тетрадь.

Механическое движение — определение, формулы, примеры

Механическое движение

Когда мы идем в школу или на работу, автобус подъезжает к остановке или сладкий корги гуляет с хозяином, мы имеем дело с механическим движением.

Механическим движением называется изменение положения тел в пространстве относительно других тел с течением времени.

«Относительно других тел» — очень важные слова в этом определении. Для описания движения нам нужны:

  • тело отсчета
  • система координат
  • часы

В совокупности эти три параметра образуют систему отсчета.

В механике есть такой раздел — кинематика. Он отвечает на вопрос, как движется тело. Дальше мы с помощью кинематики опишем разные виды механического движения. Не переключайтесь 😉

Прямолинейное равномерное движение

Движение по прямой, при котором тело проходит равные участки пути за равные промежутки времени называют прямолинейным равномерным. Это любое движение с постоянной скоростью.

Например, если у вас ограничение скорости на дороге 60 км/ч, и у вас нет никаких препятствий на пути — скорее всего, вы будете двигаться прямолинейно равномерно.

Мы можем охарактеризовать это движение следующими величинами.

Скалярные величины (определяются только значением)

  • Время — в международной системе единиц СИ измеряется в секундах [с].
  • Путь — длина траектории (линии, по которой движется тело). В случае прямолинейного равномерного движения — длина отрезка [м].

Векторные величины (определяются значением и направлением)

  • Скорость — характеризует быстроту перемещения и направление движения материальной точки [м/с].
  • Путь — вектор, проведенный из начальной точки пути в конечную [м].

Чтобы сразу практиковаться, приходите в современную школу для подростков Skysmart. Ученики занимаются на интерактивной платформе по индивидуальной программе, отслеживает прогресс в личном кабинете и чувствуют себя увереннее на школьных контрольных.


Проецирование векторов

Векторное описание движения полезно, так как на одном чертеже всегда можно изобразить много разнообразных векторов и получить перед глазами наглядную «картину» движения.

Однако всякий раз использовать линейку и транспортир, чтобы производить действия с векторами, очень трудоёмко. Поэтому эти действия сводят к действиям с положительными и отрицательными числами — проекциями векторов.

Если вектор сонаправлен с осью, то его проекция равна длине вектора. А если вектор противоположно направлен оси — проекция численно равна длине вектора, но отрицательна. Если вектор перпендикулярен — его проекция равна нулю.


Скорость может определяться по вектору перемещения и пути, только это будут две разные характеристики.

Скорость — это векторная физическая величина, которая характеризует быстроту перемещения, а средняя путевая скорость — это отношение длины пути ко времени, за которое путь был пройден.

Скорость

→ →
V = S/t


V — скорость [м/с]

S — перемещение [м]
t — время [с]

Средняя путевая скорость

V ср.путевая = S/t

V ср.путевая — средняя путевая скорость [м/с]
S — путь [м]
t — время [с]

В чем разница между перемещением и путем?

Перемещение — это вектор, проведенный из начальной точки в конечную, а путь — это длина траектории.

Задача

Найдите, с какой средней путевой скоростью должен двигаться автомобиль, если расстояние от Санкт-Петербурга до Великого Новгорода в 210 километров ему нужно пройти за 2,5 часа. Ответ дайте в км/ч.

Решение:

Возьмем формулу средней путевой скорости
V ср.путевая = S/t

Подставим значения:
V ср.путевая = 210/2,5 = 84 км/ч

Ответ: автомобиль будет двигаться со средней путевой скоростью равной 84 км/ч

Уравнение движения

Основной задачей механики является определение положения тела в данный момент времени. Для решения этой задачи помогает уравнение движения, то есть зависимость координаты тела от времени х = х(t).

Уравнение движения

x(t) = x0 + vxt

x(t) — искомая координата [м]
x0 — начальная координата [м]
vx — скорость тела в данный момент времени [м/с]
t — момент времени [с]

Если положительное направление оси ОХ противоположно направлению движения тела, то проекция скорости тела на ось ОХ отрицательна, скорость меньше нуля (v < 0), и тогда уравнение движения принимает вид:

Уравнение движения при движении против оси

x(t) = x0 – vxt

x(t) — искомая координата [м]
x0 — начальная координата [м]
vx — скорость тела в данный момент времени [м/с]
t — момент времени [с]

Графики

Изменение любой величины можно описать графически. Вместо того, чтобы писать множество значений, можно просто начертить график — это проще.

В видео ниже разбираемся, как строить графики кинематических величин и зачем они нужны.

Прямолинейное равноускоренное движение

Чтобы разобраться с тем, что за тип движения в этом заголовке, нужно ввести новое понятие — ускорение.

Ускорение — векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости. В международной системе единиц СИ измеряется в метрах, деленных на секунду в квадрате.

СИ — международная система единиц. «Перевести в СИ» означает перевод всех величин в метры, килограммы, секунды и другие единицы измерения без приставок. Исключение — килограмм с приставкой «кило».

Итак, прямолинейное движение — это движение с ускорением по прямой линии. 2, а в задачах мы и вовсе осмеливаемся округлять его до 10 (физики просто дерзкие).

Вообще в значении ускорения свободного падения для Земли очень много знаков после запятой. В школе обычно дают значение: g = 9,8 м/с2. В экзаменах ОГЭ и ЕГЭ в справочных данных дают g = 10 м/с2.

И кому же верить?

Все просто: для кого решается задача, тот и главный. В экзаменах берем g = 10 , в школе при решении задач (если в условии задачи не написано что-то другое) берем g = 9,8 м/с2.

Частным случаем движения по вертикали (частным случаем частного случая, получается) считается свободное падение — это равноускоренное движение под действием силы тяжести, когда другие силы, действующие на тело, отсутствуют или пренебрежимо малы.

Помните о том, что свободное падение — это не всегда движение по вертикали. Если мы бросаем тело вверх, то начальная скорость, конечно же, будет.

Примеров механического движения в жизни — масса. Узнайте больше у преподавателей онлайн-школы Skysmart. Каждый урок по физике — это новый эксперимент: интерактивный, живой и очень увлекательный.

Приходите на бесплатный вводный урок и начните заниматься физикой в удовольствие уже завтра!


Кинематика. Формулы

Кинематика. Формулы
Номер Название формулы Запись формулы Примечание
(1) Закон равноускоренного криволинейного движенияvS0 — модуль начальной скорости; aS — ускорение
(2) Скорость равномерного прямолинейного движения
(3) Скорость
(4) Ускорение
(5) Касательное ускорениеdv = dl/dt, т.е. путевая скорость вдоль рассматриваемой траектории
(6) Нормальное ускорение
(7) Скорость свободного падения тела
(8) Время тела при свободном падении
(9) Время при равномерном движении по окружности
(10) Скорость равномерного движения по окружности
(11) Угловая (мгновенная) скорость равномерного движения по окружностиЕдиница измерения угловой скорости — радианы в секунду
(12) Скорость равноускоренного движения по окружности
(13) Угловая (мгновенная) скорость равноускоренного движения по окружности

— версия для печати
Определение
Кинематикой называется раздел физики, занимающийся исследованием законов движения идеальных тел
Пояснение
Под чертой вверху буквы подразумевается знак вектора.
Если у вас есть мысли или идеи по поводу данной таблицы или, например, вы считаете, что полезно было бы создать определенную вспомогательную памятку, то мы обязательно рассмотрим ваше предложение, которое можно изложить по ссылке (где вы также можете поделиться с нами любыми мыслями по поводу сайта scolaire.ru). Мы готовы устранить любые неудобства, связанные с использованием данной таблицы, или ей подобных, которые можно найти в разделе «Физика».

© Школяр. Лингвистика (при поддержке «Ветвистого древа») 2009—2016

Уравнения для скорости, скорости и ускорения

Обновлено 15 декабря 2020 г.

Карен Дж. Блаттлер

Проблемы, связанные с вычислением скорости, скорости и ускорения, обычно возникают в физике. Часто эти задачи требуют расчета относительного движения поездов, самолетов и автомобилей. Эти уравнения также могут применяться к более сложным задачам, таким как скорости звука и света, скорость планетарных объектов и ускорение ракет.

Формула скорости

Скорость означает расстояние, пройденное за определенный период времени.Обычно используемая формула для скорости вычисляет среднюю скорость, а не мгновенную скорость. Расчет средней скорости показывает среднюю скорость всего путешествия, а мгновенная скорость показывает скорость в любой данный момент поездки. Спидометр автомобиля показывает мгновенную скорость.

Среднюю скорость можно найти, используя общее пройденное расстояние, обычно обозначаемое как d, разделенное на общее время, необходимое для прохождения этого расстояния, обычно обозначаемое как t. Итак, если автомобилю требуется 3 часа, чтобы преодолеть общее расстояние в 150 миль, средняя скорость равна 150 милям, разделенным на 3 часа, что равняется средней скорости 50 миль в час:

\ frac {150} {3} = 50

Мгновенная скорость – это расчет скорости, который будет обсуждаться в разделе скорости.

Единицы скорости показывают длину или расстояние во времени. Мили в час (миль / час или миль в час), километры в час (км / час или км / ч), футы в секунду (фут / с или фут / сек) и метры в секунду (м / с) – все указывают на скорость.

Формула скорости

Скорость – это векторное значение, означающее, что скорость включает направление. Скорость равна пройденному расстоянию, деленному на время движения (скорость) плюс направление движения. Например, скорость поезда, идущего на 1500 километров к востоку от Сан-Франциско за 12 часов, составит 1500 км, разделенных на 12 часов к востоку, или 125 км / ч к востоку.

Возвращаясь к проблеме скорости автомобиля, представьте, что две машины начинают движение из одной и той же точки и едут с одинаковой средней скоростью 50 миль в час. Если одна машина едет на север, а другая на запад, машины не останутся в одном месте. Скорость машины, идущей на север, будет 50 миль в час на север, а скорость машины, идущей на запад, будет 50 миль в час на запад. Их скорости разные, хотя их скорости одинаковы.

Мгновенная скорость, чтобы быть полностью точной, требует вычисления для оценки, потому что для приближения к «мгновенной» требуется сокращение времени до нуля.Однако можно сделать приближение, используя уравнение: мгновенная скорость (v i ) равна изменению расстояния (Δd), деленному на изменение во времени (Δt), или:

v_i = \ frac {\ Delta d} {\ Delta t}

Установив изменение времени как очень короткий период времени, можно рассчитать почти мгновенную скорость. Греческий символ дельты, треугольник (Δ), означает изменение.

Например, если движущийся поезд прошел 55 км на восток в 5:00 и достиг 65 км на восток в 6:00, изменение расстояния составит 10 км на восток с изменением времени на 1 час.Вставка этих значений в формулу дает:

v_i = \ frac {10} {1} = 10

или 10 км / ч на восток (по общему признанию, медленная скорость для поезда). Мгновенная скорость будет 10 км / ч на восток, по спидометру двигателя – 10 км / ч. Конечно, час не «мгновенный», но он служит для примера.

Вместо этого предположим, что ученый измеряет изменение положения (Δd) объекта на 8 метров за интервал времени (Δt) в 2 секунды. Используя формулу, мгновенная скорость равна 4 метрам в секунду (м / с) на основе расчета:

v_i = \ frac {8} {2} = 4

В качестве векторной величины мгновенная скорость должна включать направление.Однако многие проблемы предполагают, что объект продолжает двигаться в том же направлении в течение этого короткого промежутка времени. Тогда направленность объекта игнорируется, что объясняет, почему это значение часто называют мгновенной скоростью.

Уравнение ускорения

Какая формула ускорения? Исследования показывают два явно разных уравнения. Одна формула из второго закона Ньютона связывает силу, массу и ускорение в уравнении: сила (F) равна массе (м), умноженной на ускорение (а), записывается как F = ma.Другая формула, ускорение (a) равняется изменению скорости (Δv), деленному на изменение во времени (Δt), вычисляет скорость изменения скорости во времени. Эту формулу можно записать:

a = \ frac {\ Delta v} {\ Delta t}

Поскольку скорость включает в себя как скорость, так и направление, изменения ускорения могут быть результатом изменений скорости или направления, либо обоих. В науке единицами измерения ускорения обычно являются метры в секунду в секунду (м / с / с) или метры в секунду в квадрате (м / с 2 ).

Эти два уравнения не противоречат друг другу. Первый показывает соотношение силы, массы и ускорения. Второй рассчитывает ускорение на основе изменения скорости за определенный период времени.

Ученые и инженеры называют увеличение скорости положительным ускорением, а уменьшение скорости – отрицательным ускорением. Однако большинство людей используют термин замедление вместо отрицательного ускорения.

Ускорение свободного падения

Вблизи поверхности Земли ускорение свободного падения является постоянной величиной: a = -9.8 м / с 2 (метров в секунду в секунду или метров в секунду в квадрате). Как предположил Галилей, объекты с разной массой испытывают одинаковое ускорение силы тяжести и будут падать с одинаковой скоростью.

Онлайн-калькуляторы

Введя данные в онлайн-калькулятор скорости, можно рассчитать ускорение. Онлайн-калькуляторы можно использовать для вычисления уравнения скорости, ускорения и силы. Использование калькулятора ускорения и расстояния требует знания скорости и времени.

Зависимость скорости от скорости

Так же, как расстояние и перемещение имеют совершенно разные значения (несмотря на их сходство), то же самое делают и скорость и скорость. Скорость – это скалярная величина, которая указывает, «насколько быстро движется объект». Скорость можно представить как скорость, с которой объект преодолевает расстояние. Быстро движущийся объект имеет высокую скорость и преодолевает относительно большое расстояние за короткое время. Сравните это с медленно движущимся объектом с низкой скоростью; он преодолевает относительно небольшое расстояние за то же время.Объект, который вообще не движется, имеет нулевую скорость.

Скорость как векторная величина

Скорость – это векторная величина, которая относится к «скорости, с которой объект меняет свое положение». Представьте себе человека, который быстро движется – шаг вперед и шаг назад – всегда возвращается в исходное положение. Хотя это может привести к безумной активности, это приведет к нулевой скорости. Поскольку человек всегда возвращается в исходное положение, движение никогда не приведет к изменению положения.Поскольку скорость определяется как скорость изменения положения, это движение приводит к нулевой скорости. Если движущийся человек желает максимизировать свою скорость, он должен приложить все усилия, чтобы максимизировать величину, на которую он смещается от своего исходного положения. Каждый шаг должен продвигать этого человека дальше от того места, где он начал. Наверняка человек никогда не должен менять направление и начинать возвращаться в исходное положение.

Скорость – это векторная величина.Таким образом, скорость с учетом направления . Оценивая скорость объекта, нужно следить за его направлением. Недостаточно сказать, что объект имеет скорость 55 миль / час. Необходимо включить информацию о направлении, чтобы полностью описать скорость объекта. Например, вы должны описать скорость объекта как 55 миль / ч, к востоку, . Это одно из существенных различий между скоростью и скоростью. Скорость – это скалярная величина, и не отслеживает направление ; скорость является векторной величиной и учитывает направление .

Определение направления вектора скорости

Задача описания направления вектора скорости проста. Направление вектора скорости совпадает с направлением движения объекта. Неважно, ускоряется объект или замедляется. Если объект движется вправо, его скорость описывается как правая. Если объект движется вниз, его скорость описывается как нисходящая.Таким образом, самолет, движущийся на запад со скоростью 300 миль / час, имеет скорость 300 миль / час на западе. Обратите внимание, что скорость не имеет направления (это скаляр), а скорость в любой момент – это просто значение скорости с направлением.


Расчет средней скорости и средней скорости

Когда объект движется, его скорость часто меняется. Например, во время обычной поездки в школу происходит много изменений скорости.Вместо того, чтобы измеритель скорости поддерживать стабильные показания, стрелка постоянно перемещается вверх и вниз, отражая остановку и запуск, а также ускорение и замедление. В один момент автомобиль может двигаться со скоростью 50 миль / час, а в другой момент он может быть остановлен (т. Е. 0 миль / час). Тем не менее, во время поездки в школу человек может в среднем 32 мили / час. Среднюю скорость во время всего движения можно рассматривать как среднее значение всех показаний спидометра. Если бы показания спидометра можно было собирать с интервалом в 1 секунду (или 0.1-секундные интервалы или …), а затем усредненные вместе, можно было определить среднюю скорость. Теперь это будет много работы. И, к счастью, есть ярлык. Читать дальше.

Средняя скорость движения часто вычисляется по следующей формуле:

Напротив, средняя скорость часто вычисляется по этой формуле

Начнем реализацию нашего понимания этих формул со следующей задачи:

Вопрос: Во время отпуска Лиза Карр преодолела расстояние в 440 миль.Поездка заняла 8 часов. Какая у нее была средняя скорость?

Чтобы вычислить ее среднюю скорость, мы просто разделим пройденное расстояние на время поездки.

Это было легко! Лиза Карр развила в среднем 55 миль в час. Возможно, она не двигалась с постоянной скоростью 55 миль / час. Она, несомненно, была остановлена ​​в какой-то момент времени (возможно, для перерыва в туалете или на обед), и, вероятно, в другие моменты времени она, вероятно, ехала со скоростью 65 миль в час.Тем не менее, она развивала в среднем 55 миль в час. Приведенная выше формула представляет собой сокращенный метод определения средней скорости объекта.


Средняя скорость в сравнении с мгновенной скоростью

Поскольку движущийся объект часто меняет свою скорость во время движения, принято различать среднюю скорость и мгновенную скорость. Различие заключается в следующем.

  • Мгновенная скорость – скорость в любой момент времени.
  • Средняя скорость – среднее значение всех мгновенных скоростей; можно найти просто по соотношению расстояние / время.

Вы можете думать о мгновенной скорости как о скорости, которую показывает спидометр в любой момент времени, а о средней скорости как о среднем значении всех показаний спидометра во время поездки. Поскольку задача усреднения показаний спидометра была бы довольно сложной (и, возможно, даже опасной), средняя скорость обычно рассчитывается как отношение расстояния / времени.

Движущиеся объекты не всегда перемещаются с неустойчивой и изменяющейся скоростью. Иногда объект будет двигаться с постоянной скоростью с постоянной скоростью. То есть объект будет преодолевать одно и то же расстояние каждый равный промежуток времени. Например, бегун по пересеченной местности может бежать с постоянной скоростью 6 м / с по прямой в течение нескольких минут. Если ее скорость постоянна, то расстояние, которое проходит каждую секунду, будет таким же. Бегун преодолевал расстояние в 6 метров каждую секунду.Если бы мы могли измерять ее положение (расстояние от произвольной начальной точки) каждую секунду, то мы бы заметили, что положение менялось бы на 6 метров каждую секунду. Это будет разительно контрастировать с объектом, который меняет свою скорость. Объект с изменяющейся скоростью будет перемещаться на разное расстояние каждую секунду. В приведенных ниже таблицах данных показаны объекты с постоянной и изменяющейся скоростью.

А теперь давайте снова рассмотрим движение того учителя физики. Учитель физики идет 4 метра на восток, 2 метра на юг, 4 метра на запад и, наконец, 2 метра на север.Все движение длилось 24 секунды. Определите среднюю скорость и среднюю скорость.

Учитель физики прошел дистанцию ​​12 метров за 24 секунды; таким образом, ее средняя скорость составляла 0,50 м / с. Однако, поскольку ее смещение составляет 0 метров, ее средняя скорость составляет 0 м / с. Помните, что смещение относится к изменению положения, а скорость основывается на этом изменении положения. В этом случае движения учителя изменяется положение на 0 метров и, следовательно, средняя скорость составляет 0 м / с.

Вот еще один пример, аналогичный тому, что мы видели ранее при обсуждении расстояния и смещения. На приведенной ниже диаграмме показано положение лыжника в разное время. В каждый из указанных моментов лыжник разворачивается и меняет направление движения. Другими словами, лыжник перемещается из пункта А в пункт В, затем из пункта В в пункт D.

Используйте диаграмму, чтобы определить среднюю скорость и среднюю скорость лыжника в течение этих трех минут.По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответ.


В качестве последнего примера рассмотрим футбольного тренера, который ходит взад и вперед по боковой линии. На диаграмме ниже показаны несколько позиций тренера в разное время. В каждой отмеченной позиции тренер делает «разворот» и движется в противоположном направлении. Другими словами, тренер переходит из позиции A в позицию B, затем из позиции C в позицию D.

Какова средняя и средняя скорость тренера? По завершении нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответ.


В заключение, скорость и скорость – это кинематические величины, которые имеют совершенно разные определения. Скорость, будучи скалярной величиной, представляет собой скорость, с которой объект преодолевает расстояние. Средняя скорость – это отношение расстояния (скалярной величины) к времени. Скорость , без указания направления . С другой стороны, скорость – это векторная величина; это с учетом направления . Скорость – это скорость изменения позиции. Средняя скорость – это отношение смещения или изменения положения (векторная величина) за время.

Мы хотели бы предложить … Иногда просто прочитать об этом недостаточно. Вы должны с ним взаимодействовать! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего Name That Motion Interactive. Он находится в разделе «Интерактивная физика» и позволяет учащемуся применять концепции скорости, скорости и ускорения.
Посетите Назовите это движение.

Скорость и скорость

Скорость и скорость

Скорость – это то, насколько быстро что-то движется.

Скорость – это скорость с направлением .

Говоря, что Собака Ариэль бежит со скоростью , 9 км / ч. (километров в час) – это скорость.

Но сказать, что он бежит 9 км / ч на запад – это скорость.

Скорость Скорость
Имеет: величина звездная величина и направление
Пример: 60 км / ч 60 км / ч Север
Пример: 5 м / с 5 м / с вверх

Представьте, что что-то движется вперед и назад очень быстро: у него высокая скорость, но низкая (или нулевая) скорость.

Скорость

Скорость измеряется как расстояние, пройденное с течением времени.

Скорость = Расстояние Время

Пример: автомобиль проезжает 50 км за час.

Его средняя скорость 50 км в час (50 км / ч)

Скорость = Расстояние Время знак равно 50 км 1 час

Мы также можем использовать эти символы:

Скорость = Δs Δt

Где Δ (« Delta ») означает «изменение», а

  • s означает расстояние («s» для «пробела»)
  • т означает время

Пример: вы пробегаете 360 м за 60 секунд.

Скорость = Δs Δt

= 360 метров 60 секунд

= 6 месяцев 1 секунда

Итак, ваша скорость составляет 6 метров в секунду (6 м / с).

Квартир

Скорость обычно измеряется в:

  • метра в секунду (м / с или мс -1 ), или
  • километров в час (км / ч или км ч -1 )

км – это 1000 м, а в часе 3600 секунд, поэтому мы можем преобразовать следующим образом (см. Метод преобразования единиц, чтобы узнать больше):

1 мес. 1 с × 1 км 1000 метров × 3600 с 1 ч знак равно 3600 м · км · с 1000 с · м · ч знак равно 3.6 км 1 ч

Так 1 м / с равна 3,6 км / ч

Пример: Что такое 20 м / с в км / ч?

20 м / с × 3,6 км / ч 1 м / с = 72 км / ч

Пример: Что такое 120 км / ч в м / с?

120 км / ч × 1 м / с 3,6 км / ч = 33,333 … м / с

Средняя и мгновенная скорость

В примерах до сих пор вычисляется средняя скорость : как далеко что-то перемещается за период времени.

Но скорость может меняться со временем. Автомобиль может ехать быстрее и медленнее, может даже останавливаться на светофоре.

Итак, существует также мгновенная скорость : скорость в мгновение во времени. Мы можем попытаться измерить его, используя очень короткий промежуток времени (чем короче, тем лучше).

Пример: Сэм использует секундомер и измеряет 1,6 секунды, когда машина проезжает между двумя столбами на расстоянии 20 м друг от друга. Что такое мгновенная скорость

?

Что ж, мы не знаем точно, так как машина могла ускоряться или замедляться в течение этого времени, но мы можем оценить:

20 месяцев 1.6 с = 12,5 м / с = 45 км / ч

Это действительно еще средняя, ​​но близкая к мгновенной скорости.

Постоянная скорость

Когда скорость не меняется, она постоянная .

Для постоянной скорости средняя и мгновенная скорости одинаковы.

Скорость

Скорость – это скорость с направлением .

На самом деле это вектор …

… поскольку он имеет величину и направление

Поскольку направление важно, скорость использует смещение вместо расстояния:

Скорость = Расстояние Время

Скорость = Рабочий объем Время в направлении.

Пример: Вы идете от дома до магазина за 100 секунд, какова ваша скорость и какова ваша скорость?

Скорость = 220 кв.м 100 с = 2,2 м / с

Скорость = 130 кв.м 100 с Восток = 1,3 м / с Восток

Вы забыли свои деньги, поэтому поворачиваетесь и возвращаетесь домой еще через 120 секунд: какова ваша скорость и скорость туда и обратно?

Общее время 100 с + 120 с = 220 с:

Скорость = 440 кв.м 220 с = 2.0 м / с

Скорость = 0 м 220 с = 0 м / с

Да, скорость равна нулю, когда вы закончили с того места, где начали.

Узнайте больше на Vectors.

Родственник

Движение относительно. Когда мы говорим, что что-то «покоится» или «движется со скоростью 4 м / с», мы забываем сказать «относительно меня» или «относительно земли» и т. Д.

Подумайте вот о чем: вы действительно стоите на месте? Вы находитесь на планете Земля, которая вращается со скоростью 40 075 км в день (около 1675 км / ч или 465 м / с) и движется вокруг Солнца со скоростью около 100 000 км / ч, которое само движется через Галактику.

В следующий раз, когда вы гуляете, представьте, что вы неподвижны, и это мир движется у вас под ногами. Чувствует себя прекрасно.

Это все относительно!

2.2 Скорость и скорость – физика

Задачи обучения разделу

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

  • Вычислить среднюю скорость объекта
  • Связать смещение и среднюю скорость

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Цели обучения в этом разделе помогут вашим ученикам овладеть следующими стандартами:

  • (4) Научные концепции.Учащийся знает и применяет законы движения в самых разных ситуациях. Ожидается, что студент:
    • (B) описывают и анализируют движение в одном измерении, используя уравнения с понятиями расстояния, смещения, скорости, средней скорости, мгновенной скорости и ускорения.

Кроме того, Руководство лаборатории физики средней школы рассматривает содержание этого раздела лаборатории под названием «Положение и скорость объекта», а также следующие стандарты:

  • (4) Научные концепции.Учащийся знает и применяет законы движения в самых разных ситуациях. Ожидается, что студент:
    • (В) описывать и анализировать движение в одном измерении, используя уравнения с понятиями расстояния, смещения, скорости, средней скорости, мгновенной скорости и ускорения.

Раздел Основные термины

средняя скорость средняя скорость мгновенная скорость
мгновенная скорость скорость скорость

Поддержка учителя

Поддержка учителя

В этом разделе учащиеся применяют то, что они узнали о расстоянии и смещении, к понятиям скорости и скорости.

[BL] [OL] Прежде чем студенты прочитают раздел, попросите их привести примеры того, как они слышали слово «скорость». Затем спросите их, слышали ли они слово «скорость». Объясните, что в повседневной жизни эти слова часто используются как синонимы, но их научные определения различаются. Скажите студентам, что они узнают об этих различиях по мере чтения раздела.

[AL] Объясните учащимся, что скорость, как и смещение, является векторной величиной. Попросите их поразмышлять о том, чем скорость отличается от скорости.После того, как они поделятся своими идеями, задайте вопросы, которые углубят их мыслительный процесс, например: Почему вы так думаете? Какой пример? Как можно применить эти термины к движению, которое вы видите каждый день?

Скорость

Движение – это не только расстояние и смещение. Такие вопросы, как: «Сколько времени занимает пешая гонка?» и “Какая была скорость бегуна?” невозможно ответить без понимания других концепций. В этом разделе мы рассмотрим время, скорость и скорость, чтобы расширить наше понимание движения.

Описание того, насколько быстро или медленно движется объект, – это его скорость. Скорость – это скорость, с которой объект меняет свое местоположение. Как и расстояние, скорость является скаляром, потому что у нее есть величина, но не направление. Поскольку скорость – это показатель, она зависит от временного интервала движения. Вы можете рассчитать прошедшее время или изменение времени ΔtΔt движения как разницу между временем окончания и временем начала

Единицей времени в СИ является секунда (с), а единицей измерения скорости в системе СИ являются метры в секунду (м / с), но иногда километры в час (км / ч), мили в час (миль / ч) или другие единицы измерения. скорость используются.

Когда вы описываете скорость объекта, вы часто описываете среднее значение за определенный период времени. Средняя скорость, v avg , представляет собой пройденное расстояние, разделенное на время, в течение которого происходит движение.

vavg = distancetimevavg = distancetime

Вы, конечно, можете изменить уравнение для решения либо расстояния, либо времени

время = distancevavg.time = distancevavg. distance = vavg × timedistance = vavg × time

Предположим, что автомобиль проезжает 150 километров за 3 секунды.2 часа. Его средняя скорость за поездку –

. vavg = расстояние-время = 150 км3,2 ч = 47 км / ч. vavg = расстояние-время = 150 км3,2 ч = 47 км / ч.

Скорость автомобиля, вероятно, увеличится и уменьшится во много раз за 3,2 часа поездки. Однако его скорость в определенный момент времени – это его мгновенная скорость. Спидометр автомобиля показывает его мгновенную скорость.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

[OL] [AL] Предупредите учащихся, что средняя скорость не всегда равна средней начальной и конечной скорости объекта.Например, предположим, что автомобиль проезжает 100 км. Первые 50 км он движется со скоростью 30 км / ч, а вторые 50 км – со скоростью 60 км / ч. Его средняя скорость будет составлять расстояние / (временной интервал) = (100 км) / [(50 км) / (30 км / ч) + (50 км) / (60 км / ч)] = 40 км / ч. Если бы автомобиль на этих скоростях проехал равное время на 30 и 60 км, а не на равные расстояния, его средняя скорость составила бы 45 км / ч.

[BL] [OL] Предупредите учащихся, что термины «скорость», «средняя скорость» и «мгновенная скорость» на повседневном языке часто называют просто скоростью.Подчеркните важность в науке использования правильной терминологии, чтобы избежать путаницы и правильно передавать идеи.

Рис. 2.8 За 30 минут до магазина туда и обратно общее расстояние составляет 6 км. Средняя скорость 12 км / ч. Смещение для обхода туда и обратно равно нулю, потому что не было чистого изменения положения.

Рабочий пример

Расчет средней скорости

Мрамор катится 5,2 м за 1,8 с. Какая была средняя скорость мрамора?

Стратегия

Мы знаем расстояние, которое проходит мрамор, 5.2 м, интервал времени 1,8 с. Мы можем использовать эти значения в уравнении средней скорости.

Решение

vavg = расстояние время = 5,2 м 1,8 с = 2,9 м / с vavg = расстояние время = 5,2 м 1,8 с = 2,9 м / с

Обсуждение

Средняя скорость – это скаляр, поэтому мы не включаем направление в ответ. Мы можем проверить разумность ответа, оценив: 5 метров разделить на 2 секунды – это 2,5 м / с. Поскольку 2,5 м / с близко к 2,9 м / с, ответ разумный. Речь идет о скорости быстрой ходьбы, так что это тоже имеет смысл.

Практические задачи

8.

Питчер перебрасывает бейсбольный мяч от насыпи питчера к своей тарелке за 0,46 с. Дистанция 18,4 м. Какая была средняя скорость бейсбольного мяча?

  1. 40 м / с
  2. -40 м / с
  3. 0,03 м / с
  4. 8,5 м / с
9.

Кэсси шла к дому своей подруги со средней скоростью 1,40 м / с. Расстояние между домами 205 м. Как долго она продолжала путешествие?

  1. 146 с
  2. 0.01 с
  3. 2,50 мин
  4. 287 с
Скорость

Векторная версия скорости – это скорость. Скорость описывает скорость и направление объекта. Как и в случае со скоростью, полезно описывать либо среднюю скорость за период времени, либо скорость в конкретный момент. Средняя скорость – это смещение, деленное на время, в течение которого смещение происходит.

vavg = время смещения = ΔdΔt = df − d0tf − t0vavg = время смещения = ΔdΔt = df − d0tf − t0

Скорость, как и скорость, выражается в единицах СИ в метрах в секунду (м / с), но поскольку это вектор, вы также должны включить направление.Кроме того, переменная v для скорости выделена жирным шрифтом, потому что это вектор, в отличие от переменной v для скорости, которая выделена курсивом, потому что это скалярная величина.

Советы для успеха

Важно помнить, что средняя скорость – это не то же самое, что средняя скорость без направления. Как мы видели в предыдущем разделе со смещением и расстоянием, изменение направления в течение определенного интервала времени оказывает большее влияние на скорость и скорость.

Предположим, что пассажир двигался к задней части самолета со средней скоростью –4 м / с. Мы не можем сказать по средней скорости, остановился ли пассажир на мгновение или отступил, прежде чем он добрался до задней части самолета. Чтобы получить более подробную информацию, мы должны рассмотреть меньшие сегменты поездки за меньшие промежутки времени, такие как те, что показаны на рисунке 2.9. Если вы рассматриваете бесконечно малые интервалы, вы можете определить мгновенную скорость, которая является скоростью в определенный момент времени.Мгновенная скорость и средняя скорость одинаковы, если скорость постоянна.

Рис. 2.9. На диаграмме представлена ​​более подробная запись пассажира самолета, направляющегося к задней части самолета, показаны более мелкие отрезки его поездки.

Ранее вы читали, что пройденное расстояние может отличаться от величины смещения. Точно так же скорость может отличаться от величины скорости. Например, вы едете в магазин и через полчаса возвращаетесь домой.Если одометр вашего автомобиля показывает, что общее пройденное расстояние составило 6 км, то ваша средняя скорость составила 12 км / ч. Однако ваша средняя скорость была равна нулю, потому что ваше смещение в оба конца равно нулю.

Watch Physics

Расчет средней скорости или скорости

В этом видео рассматриваются векторы и скаляры и описывается, как рассчитать среднюю скорость и среднюю скорость, когда вы знаете смещение и изменение во времени. В видео также рассказывается, как преобразовать км / ч в м / с.

Проверка захвата

Что из следующего полностью описывает вектор и скалярную величину и правильно дает пример каждого из них?

  1. Скалярная величина полностью описывается своей величиной, в то время как вектор нуждается как в величине, так и в направлении, чтобы полностью описать его.Смещение – это пример скалярной величины, а время – пример векторной величины.
  2. Скалярная величина полностью описывается своей величиной, в то время как вектор нуждается как в величине, так и в направлении, чтобы полностью описать его. Время – это пример скалярной величины, а смещение – пример векторной величины.
  3. Скалярная величина полностью описывается своей величиной и направлением, тогда как вектору нужна только величина, чтобы полностью описать его.Смещение – это пример скалярной величины, а время – пример векторной величины.
  4. Скалярная величина полностью описывается своей величиной и направлением, тогда как вектору нужна только величина, чтобы полностью описать его. Время – это пример скалярной величины, а смещение – пример векторной величины.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Это видео хорошо подчеркивает разницу между векторами и скалярами.Учащегося знакомят с идеей использования «s» для обозначения смещения, которое вы можете поощрять, а можете и не поощрять. Перед тем, как ученики посмотрят видео, укажите, что инструктор использует s → s → для смещения вместо d, как в этом тексте. Объясните, что использование маленьких стрелок над переменными является обычным способом обозначения векторов в курсах физики более высокого уровня. Предупредите учащихся, что в этом видео не используются общепринятые сокращения для часа и секунды. Напомните учащимся, что в своей работе они должны использовать сокращения h для часа и s для секунд.

Рабочий пример

Расчет средней скорости

Студент перемещается на 304 м к северу за 180 с. Какая была средняя скорость ученика?

Стратегия

Мы знаем, что смещение составляет 304 м к северу, а время – 180 с. Мы можем использовать формулу для средней скорости, чтобы решить задачу.

Решение

vavg = ΔdΔt = 304 м180 с = 1,7 м / с на север vavg = ΔdΔt = 304 м180 с = 1,7 м / с на север

2,1

Обсуждение

Поскольку средняя скорость является векторной величиной, вы должны включить в ответ направление и величину.Обратите внимание, однако, что направление можно не указывать до конца, чтобы не загромождать проблему. Обратите внимание на значащие цифры в задаче. Расстояние 304 м состоит из трех значащих цифр, а временной интервал 180 с – только двух, поэтому частное должно состоять только из двух значащих цифр.

Советы для успеха

Обратите внимание на способ представления скаляров и векторов. В этой книге d обозначает расстояние и перемещение. Точно так же v обозначает скорость, а v обозначает скорость.Переменная, не выделенная жирным шрифтом, указывает на скалярную величину, а переменная, выделенная жирным шрифтом, указывает на векторную величину. Иногда векторы представлены маленькими стрелками над переменной.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Используйте эту задачу, чтобы подчеркнуть важность использования правильного количества значащих цифр в вычислениях. Некоторые студенты имеют тенденцию включать много цифр в свои окончательные вычисления. Они ошибочно полагают, что повышают точность своего ответа, записывая многие цифры, указанные на калькуляторе.Обратите внимание, что это приводит к ошибкам в расчетах. В более сложных расчетах эти ошибки могут распространяться и приводить к неправильному окончательному ответу. Вместо этого напомните учащимся всегда носить с собой одну или две дополнительные цифры в промежуточных вычислениях и округлять окончательный ответ до правильного количества значащих цифр.

Рабочий пример

Решение для смещения, когда известны средняя скорость и время

Лейла бегает трусцой со средней скоростью 2.4 м / с на восток. Каково ее смещение через 46 секунд?

Стратегия

Мы знаем, что средняя скорость Лейлы составляет 2,4 м / с на восток, а временной интервал составляет 46 секунд. Мы можем изменить формулу средней скорости, чтобы найти смещение.

Решение

vavg = ΔdΔtΔd = vavgΔt = (2,4 м / с) (46 с) = 1,1 × 102 м на восток vavg = ΔdΔtΔd = vavgΔt = (2,4 м / с) (46 с) = 1,1 × 102 м на восток

2,2

Обсуждение

Ответ: примерно в 110 м к востоку, что является разумным смещением для чуть менее минуты бега трусцой.Калькулятор показывает ответ как 110,4 м. Мы решили написать ответ, используя научную нотацию, потому что мы хотели прояснить, что мы использовали только две значащие цифры.

Советы для успеха

Размерный анализ – хороший способ определить, правильно ли вы решили проблему. Запишите расчет, используя только единицы, чтобы убедиться, что они совпадают на противоположных сторонах отметки равенства. В рассмотренном примере у вас
м = (м / с) (с). Поскольку секунды находятся в знаменателе средней скорости и в числителе времени, единица компенсирует, оставляя только m и, конечно же, m = m.

Рабочий пример

Решение для времени, когда известны смещение и средняя скорость

Филипп идет по прямой дорожке от своего дома до школы. Сколько времени ему потребуется, чтобы добраться до школы, если он пройдет 428 м на запад со средней скоростью 1,7 м / с на запад?

Стратегия

Мы знаем, что смещение Филиппа составляет 428 м к западу, а его средняя скорость составляет 1,7 м / с к западу. Мы можем рассчитать время, необходимое для поездки, переписав уравнение средней скорости.

Решение

vavg = ΔdΔtΔt = Δdvavg = 428 м 1,7 м / с = 2,5 × 102 svavg = ΔdΔtΔt = Δdvavg = 428 м 1,7 м / с = 2,5 × 102 с

2,3

Обсуждение

Здесь нам снова пришлось использовать научную запись, потому что ответ мог состоять только из двух значащих цифр. Поскольку время является скаляром, ответ включает только величину, а не направление.

Практические задачи

10.

Дальнобойщик едет по прямой трассе 0,25 ч со смещением 16 км к югу.Какова средняя скорость дальнобойщика?

  1. 4 км / ч север
  2. 4 км / ч юг
  3. 64 км / ч север
  4. 64 км / ч юг
11.

Птица летит со средней скоростью 7,5 м / с на восток от ветки к ветке за 2,4 с. Затем он делает паузу перед полетом со средней скоростью 6,8 м / с на восток в течение 3,5 с к другому ответвлению. Каково полное смещение птицы от начальной точки?

  1. 42 м к западу
  2. 6 м запад
  3. 6 м на восток
  4. 42 м на восток

Virtual Physics

The Walking Man

В этом симуляторе вы наведете курсор на человека и переместите его сначала в одном направлении, а затем в противоположном.Не отключайте вкладку Introduction . Вы можете использовать вкладку Charts после того, как узнаете о графике движения далее в этой главе. Внимательно следите за знаком чисел в полях положения и скорости. Пока не обращайте внимания на поле ускорения. Посмотрите, сможете ли вы сделать положение человека положительным, а скорость – отрицательным. Затем посмотрите, сможете ли вы сделать обратное.

Проверка захвата

Какая ситуация правильно описывает, когда положение движущегося человека было отрицательным, но его скорость была положительной?

  1. Человек движется к 0 слева от 0
  2. Человек движется к 0 справа от 0
  3. Мужчина удаляется от 0 слева от 0
  4. Мужчина движется от 0 справа от 0

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Это мощная интерактивная анимация, которую можно использовать для многих уроков.На этом этапе его можно использовать, чтобы показать, что смещение может быть как положительным, так и отрицательным. Он также может показать, что при отрицательном смещении скорость может быть как положительной, так и отрицательной. Позже с его помощью можно будет показать, что скорость и ускорение могут иметь разные знаки. Настоятельно рекомендуется оставить учащихся на вкладке Введение . Вкладку Charts можно использовать после того, как студенты узнают о графическом движении позже в этой главе.

Проверьте свое понимание

12.

Два бегуна движутся по одному и тому же прямому пути. Они начинаются в одно и то же время и заканчиваются в одно и то же время, но на полпути у них разные мгновенные скорости. Могут ли они иметь одинаковую среднюю скорость для поездки?

  1. Да, потому что средняя скорость зависит от чистого или полного смещения.
  2. Да, потому что средняя скорость зависит от общего пройденного расстояния.
  3. Нет, потому что скорости обоих бегунов должны оставаться одинаковыми на протяжении всего пути.
  4. Нет, потому что мгновенные скорости бегунов должны оставаться такими же на полпути, но могут быть разными в другом месте.
13.

Если вы разделите общее расстояние, пройденное за поездку на автомобиле (определенное одометром), на время поездки, вычисляете ли вы среднюю скорость или величину средней скорости, и при каких обстоятельствах эти две величины одинаковы? ?

  1. Средняя скорость. Оба они одинаковы, когда автомобиль движется с постоянной скоростью и меняет направление.
  2. Средняя скорость. Оба они одинаковы, когда скорость постоянна и автомобиль не меняет своего направления.
  3. Величина средней скорости. Оба варианта одинаковы, когда автомобиль движется с постоянной скоростью.
  4. Величина средней скорости. И то, и другое одинаково, когда машина не меняет своего направления.
14.

Может ли средняя скорость быть отрицательной?

  1. Да, в случаях, когда чистое смещение отрицательное.
  2. Да, если тело постоянно меняет направление во время движения.
  3. Нет, средняя скорость описывает только величину, а не направление движения.
  4. Нет, средняя скорость описывает только величину в положительном направлении движения.

Поддержка учителей

Поддержка учителей

Используйте вопросы «Проверьте свое понимание », чтобы оценить, насколько учащиеся достигли целей обучения по разделам. Если учащиеся не справляются с какой-либо конкретной целью, Check Your Understanding поможет определить, кто из них и направит их к соответствующему содержанию.Пункты оценивания в TUTOR позволят вам переоценить.

Время, скорость и скорость | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните взаимосвязь между мгновенной скоростью, средней скоростью, мгновенной скоростью, средней скоростью, смещением и временем.
  • Рассчитайте скорость и скорость с учетом начального положения, начального времени, конечного положения и конечного времени.
  • Постройте график зависимости скорости от времени с учетом графика положения от времени.
  • Расскажите о графике зависимости скорости от времени.

Движение – это не только расстояние и смещение. Такие вопросы, как: «Сколько времени занимает пешая гонка?» и “Какая была скорость бегуна?” невозможно ответить без понимания других концепций. В этом разделе мы добавляем определения времени, скорости и скорости, чтобы расширить наше описание движения.

Как обсуждалось в разделе «Физические величины и единицы», наиболее фундаментальные физические величины определяются тем, как они измеряются.Так обстоит дело со временем. Каждое измерение времени включает в себя измерение изменения некоторой физической величины. Это может быть число на цифровых часах, сердцебиение или положение Солнца на небе. В физике время определяется просто: времени, – это изменения, или интервал, в течение которого происходит изменение. Невозможно знать, что время прошло, если что-то не изменится.

Время или изменение калибруется путем сравнения со стандартом. Единицей измерения времени в системе СИ является секунда, сокращенно с.Мы можем, например, наблюдать, что некий маятник совершает полный оборот каждые 0,75 с. Затем мы могли бы использовать маятник для измерения времени, считая его колебания или, конечно, подключая маятник к часовому механизму, который регистрирует время на циферблате. Это позволяет нам не только измерить количество времени, но и определить последовательность событий.

Как время связано с движением? Обычно нас интересует время, затраченное на конкретное движение, например, сколько времени требуется пассажиру самолета, чтобы добраться от своего места до задней части самолета.Чтобы найти истекшее время, мы отмечаем время в начале и в конце движения и вычитаем два. Например, лекция может начаться в 11:00 утра. и закончится в 11:50 утра, чтобы прошедшее время составило 50 минут. Истекшее время Δ t – разница между временем окончания и временем начала,

Δ т = т f т 0 ,

, где Δ t – изменение во времени или прошедшее время, t f – время окончания движения, а t 0 – время начала движения.(Как обычно, символ дельты, Δ, означает изменение количества, которое следует за ним.)

Жизнь проще, если время начала t 0 принять равным нулю, как при использовании секундомера. Если бы мы использовали секундомер, он просто показывал бы ноль в начале лекции и 50 минут в конце. Если t 0 = 0, то Δ t = t f t .

В этом тексте для простоты

  • движение начинается в момент времени, равный нулю ( t 0 = 0)
  • символ t используется для истекшего времени, если не указано иное (Δ t = t f t )

Ваше понятие скорости, вероятно, совпадает с ее научным определением.Вы знаете, что если у вас есть большое смещение за небольшой промежуток времени, у вас есть большая скорость, и эта скорость выражается в единицах расстояния, разделенных на время, таких как мили в час или километры в час.

Средняя скорость

Средняя скорость – это смещения (изменение положения), деленное на время перемещения ,

[латекс] \ bar {v} = \ frac {\ Delta x} {\ Delta t} = \ frac {{x} _ {f} – {x} _ {0}} {{t} _ {f} – {t} _ {0}} [/ latex],

, где [латекс] \ bar {v} [/ latex] – это среднее значение (обозначено полосой над v ) скорость, Δ x – изменение положения (или смещения), а x f и x 0 – это конечная и начальная позиции, временами t f и t 0 соответственно.Если время пуска t 0 принять равным нулю, то средняя скорость будет просто

.

[латекс] \ bar {v} = \ frac {\ Delta x} {t} [/ latex].

Обратите внимание, что это определение указывает, что скорость является вектором, потому что смещение – это вектор . У него есть и величина, и направление. Единица измерения скорости в системе СИ – это метры в секунду или м / с, но широко используются многие другие единицы, такие как км / ч, миль / ч (также обозначаются как мили в час) и см / с. Предположим, например, что пассажиру самолета потребовалось 5 секунд, чтобы переместиться на −4 м (отрицательный знак указывает, что смещение происходит в сторону задней части самолета).Его средняя скорость будет

.

[латекс] \ bar {v} = \ frac {\ Delta x} {t} = \ frac {-4 \ text {m}} {5 \ text {s}} = – \ text {0,8 м / с. } [/ латекс]

Знак минус указывает, что средняя скорость также направлена ​​к задней части самолета.

Однако средняя скорость объекта ничего не говорит нам о том, что с ним происходит между начальной и конечной точками. Например, по средней скорости мы не можем сказать, останавливается ли пассажир самолета на мгновение или отступает назад, прежде чем он уйдет в заднюю часть самолета.Чтобы получить более подробную информацию, мы должны рассмотреть меньшие сегменты поездки за меньшие промежутки времени.

Чем меньше временные интервалы, учитываемые в движении, тем более подробная информация. Когда мы доводим этот процесс до его логического завершения, у нас остается бесконечно малый интервал. В течение такого интервала средняя скорость становится мгновенной скоростью или скоростью в конкретный момент . Например, автомобильный спидометр показывает величину (но не направление) мгновенной скорости автомобиля.(Полиция выдает билеты на основе мгновенной скорости, но при расчете времени, которое потребуется, чтобы добраться из одного места в другое во время поездки, вам необходимо использовать среднюю скорость.) Мгновенная скорость v – это средняя скорость при заданной скорости. конкретный момент времени (или бесконечно малый интервал времени).

Математически, нахождение мгновенной скорости v в точный момент времени t может включать определение предела, операцию вычисления, выходящую за рамки этого текста.Однако во многих случаях мы можем найти точные значения мгновенной скорости без расчетов.

В повседневном языке большинство людей используют термины «скорость» и «скорость» как синонимы. В физике, однако, они не имеют одинакового значения и представляют собой разные концепции. Одно из основных различий заключается в том, что скорость не имеет направления. Таким образом, скорость – это скаляр . Так же, как нам нужно различать мгновенную скорость и среднюю скорость, нам также необходимо различать мгновенную скорость и среднюю скорость.

Мгновенная скорость – величина мгновенной скорости. Например, предположим, что пассажир самолета в один момент времени имел мгновенную скорость -3,0 м / с (минус означает направление к задней части самолета). При этом его мгновенная скорость составляла 3,0 м / с. Или предположим, что однажды во время похода по магазинам ваша мгновенная скорость составляет 40 км / ч на север. Ваша мгновенная скорость в этот момент будет 40 км / ч – такая же величина, но без указания направления.Однако средняя скорость сильно отличается от средней скорости. Средняя скорость – это пройденное расстояние, разделенное на затраченное время.

Мы отметили, что пройденное расстояние может быть больше перемещения. Таким образом, средняя скорость может быть больше средней скорости, которая представляет собой смещение, деленное на время. Например, если вы едете в магазин и возвращаетесь домой через полчаса, а одометр вашего автомобиля показывает, что общее пройденное расстояние составило 6 км, то ваша средняя скорость составила 12 км / ч. Однако ваша средняя скорость была равна нулю, потому что ваше смещение в оба конца равно нулю.(Смещение – это изменение положения и, таким образом, равно нулю для поездки туда и обратно.) Таким образом, средняя скорость равна , а не просто величине средней скорости.

Другой способ визуализировать движение объекта – использовать график. График положения или скорости как функции времени может быть очень полезным. Например, для этой поездки в магазин графики положения, скорости и зависимости скорости от времени показаны на рисунке 4. (Обратите внимание, что на этих графиках изображена очень упрощенная модель маршрута .Мы предполагаем, что скорость постоянна во время поездки, что нереально, учитывая, что мы, вероятно, остановимся в магазине. Но для простоты мы смоделируем его без остановок и изменений скорости. Мы также предполагаем, что маршрут между магазином и домом является совершенно прямой линией.)

Как использовать скорость, вело

Физика – это предмет, основанный на разных формулах. В основном он содержит понятия скорости, скорости, ускорения и расстояния. Все, что вы видите в своем окружении, работает по формулам физики.Скорость, скорость и ускорение – три основных понятия в физике, и каждый объект работает с этими тремя понятиями. Это основные формулы физики, которые вам следует знать для овладения предметом. Давайте подробно обсудим связь между скоростью, скоростью и ускорением.

Скорость

Значение

Вы можете подумать, что скорость и скорость – это похожие термины, но на самом деле это не так. Скорость – это мера того, как движется вещь. Вы можете разделить скорость на быструю и медленную.Имеет числовое значение.

Формула скорости

Формулу средней скорости мы изучаем со школьных времен.

Это скорость = расстояние / время.

Средняя скорость

Средняя скорость предмета – это расстояние, которое проходит объект, деленное на время, затраченное на прохождение этого расстояния. Это определяется величиной. Далее, средняя скорость – это изменение расстояния во времени.

Способы вычисления средней скорости

Постоянная скорость – важное понятие в этой формуле.Если объект движется с постоянной скоростью, формула для скорости будет следующей:


Скорость = общее расстояние / прошедшее время


В основном объект движется с разными скоростями на определенном расстоянии. Например, скорость автомобиля не остается постоянной на протяжении всего пути. В поездке все меняется. Есть несколько причин, по которым скорость автомобиля меняется во время поездки, например, красный свет, прерыватели скорости и другие препятствия на дороге. Эти препятствия замедляют скорость автомобиля.Тогда формула средней скорости автомобиля будет такой:


Средняя скорость = общее расстояние / прошедшее время


Средняя скорость измеряется в единицах расстояния, таких как мили в час, метры в секунду или футы в секунду. .

Примеры средней скорости

Грузовой поезд преодолевает расстояние 160 миль за 4 часа. Вычислите среднюю скорость этого поезда.

Средняя скорость = Общее расстояние / прошедшее время


160/4 часа = 40 миль в час

Мальчик проехал 50 миль до дома своей тети за 2 часа.Его обратный путь занял 3 часа. Рассчитайте среднюю скорость этой поездки.

Средняя скорость = Общее расстояние / прошедшее время, Скорость = расстояние / время

до 03

Скорость (миль / ч)

Время (ч)

Расстояние (миль)

50/1 = 50

1

50

Возврат

50/2 = 25

22 902

Средняя скорость = 50 (1) + 25 (2) / 1 + 2 = 50 + 50/3

100/3 = 30.34 миль / ч

Скорость

Следующее важное понятие – скорость. Это скорость, с которой вещь или объект меняет свое положение. Его можно определить как числовым значением, так и направлением.

Формула средней скорости представляет собой пройденное расстояние, разделенное на скорость + направление движения.

Давайте посмотрим на проблемы скорости.

Человек прошел 6 км всего за 2 часа и 3 км всего за 1 час в том же направлении. Вычислите среднюю скорость человека в пути.

Средняя скорость = расстояние / время = 6 км + 3 км / 2 часа + 1 час = 9 км / 3 часа = 3 км / ч

Человек начинает идти из точки на круговом поле радиусом 1,5 км и через 2 часа вы в той же точке. Рассчитайте среднюю скорость для этого путешествия.

Средняя скорость = расстояние / время = окружность / время = 2 * 1,5 * 3,14 / 2 часа = Pi км / ч = 3,14 км / ч.

Если вы пройдете по круговой области и вернетесь к той же точке, где вы начали ходить, смещение будет нулевым.Тогда и средняя скорость будет равна нулю.

Автомобиль едет в восточном направлении на 120 метров за 6 секунд, а затем поворачивает в западном направлении на 60 метров за 2 секунды. Рассчитайте среднюю скорость.

Расстояние = 120 метров + 60 метров = 180 метров

Смещение = 120 метров – 60 метров = 60 метров, на восток

Истекшее время = 6 секунд + 2 секунды = 8 секунд

Средняя скорость = Смещение / прошедшее время = 60 метров / 8 секунд = 7,5 метров / секунду.

Ускорение

Третье важное понятие в физике – это ускорение. Ускорение – это измерение изменения скорости конкретного объекта в определенное время. Обычно время составляет 1 секунду. Кроме того, скорость объекта может увеличиваться или уменьшаться в определенное время.

Формула ускорения

Измеряется в метрах на секунду в квадрате.


Когда объект меняет скорость во времени, это называется постоянным ускорением.Когда объект меняет скорость, уменьшаясь, это называется отрицательным ускорением.


Есть 2 уравнения для ускорения. Первая формула включает силу, массу и ускорение, как показано ниже:

F = ma

Вторая формула как под:

Ускорение = изменение скорости / изменение во времени

Примеры

Рассчитайте ускорение объекта, движущегося с постоянной скоростью.


При равномерной скорости начальная и конечная скорости равны V.Формула следующая:

Среднее ускорение = изменение скорости / изменение во времени.

Итак, ускорение объекта, движущегося с постоянной скоростью, равно нулю.

Скорость автомобиля снижается с 75 км / ч до остановки за 30 секунд. Рассчитайте ускорение автомобиля в м / с2.

Начальная скорость автомобиля составляет 75 км / ч, а конечная скорость равна 0.

Среднее ускорение = 0-75 км / ч / 30 секунд =

Теперь мы должны преобразовать 75 км / ч в м / с, как показано ниже. :

75 * 1000 м / 3600 с = 20.83 м / с

Среднее ускорение = -20,83 м / с / 30 секунд = -0,69 м / с2

Автомобиль с постоянной скоростью 60 км / ч ускоряется за 36 секунд со скоростью 1,5 м / с2. Рассчитайте скорость автомобиля по истечении 36 секунд разгона.

Решение: Начальная скорость автомобиля 60 км / ч.

Среднее ускорение = 1,5 м / с2 = V – 60 км / ч / 36 секунд

Уравнение следующее:

V – 60 км / ч = 1,5 м / с2 * 36 секунд = 54 м / с

ср. теперь нужно преобразовать 54 м / с в км / ч

54 м / с = 54 м * (1 км / 1000 м) / (1 с * 1 ч / 3600 с)

= 54 * 3600/1000 км / ч = 194.4 км / ч

V = 194,4 км / ч + 60 км / ч = 254,4 км / ч.

Интересные факты о скорости, скорости и ускорении, которые вы можете не знать.

Первым ученым, измерившим скорость, был Галилей.

Сила тяжести связана с ускорением. Падающий на землю объект имеет увеличивающееся ускорение и низкую скорость. Это из-за земного притяжения.

Скорость света самая высокая во Вселенной.

Ньютон заявил, что кинетическая энергия движущегося объекта линейна и равна квадрату скорости.Скорость предмета изменяется массой предмета.

Лучшие способы легкого изучения физики

Если вы находите физику немного сложной, вы можете попробовать эти методы для эффективного изучения.

Овладение основными понятиями

Чтобы стать экспертом в этом предмете, вы должны правильно запомнить все основные формулы физики. Вы должны быть мастером в знании центральных теорий физики. Эти теории упростят вам решение даже математических задач.Центральные теории также широко используются в физическом мире.

Подробнее математика

Математика напрямую связана с физикой. Есть несколько математических задач, которые вам нужно решить, чтобы в дальнейшем лучше изучать физику. Вы должны получить опыт в уравнении для скорости и других формулах. Вы можете изучать математику и физику одновременно для лучшего понимания.

Запомните основные уравнения

Физика в основном описывает взаимосвязь между скоростью, скоростью, силой и ускорением.С помощью этих концепций вы можете решить любую простую или сложную проблему физики. Вы должны запомнить формулу средней скорости и формулу скорости для решения задач. Изучение основных уравнений облегчит вам изучение предмета.

Выводы

Решая задачи физики, важно понимать, как она работает. Вы должны пройти каждый этап проблемы и понять, как она возникает. Здесь вы снова должны хорошо разбираться в основных уравнениях физики.

Знайте важные шаги в каждой проблеме

Физика – это все важные шаги, которые должны выполняться при решении проблем. Если вы хотите получить хорошие результаты на экзаменах, вам следует сделать упор на важных этапах в задачах. Следует избегать шагов, которые не являются важными. На экзамене по физике вам следует подробно объяснить каждый этап проблемы.

Рисуй и разбирайся

Физику можно легко изучить с помощью графиков и рисунков.Вы можете нарисовать и лучше понять концепции в деталях. На экзаменах вы можете показывать концепции с помощью рисунков. Это принесет вам хорошую оценку в статье.

Упростите каждую задачу по физике

Большинство студентов с первого взгляда на экзамен считают задачи по физике очень сложными. Но это не так, потому что анализ проблемы – лучший способ решить каждую проблему. Студенты должны тщательно изучить и проанализировать проблемы и найти шаги, на которые легче получить ответ.

Карточки

Так же, как дети, которые изучают алфавиты с помощью карточек, вы также можете изучать физику. Вы можете использовать карточки, чтобы запомнить основные формулы физики и другие концепции. Они также могут изучать основы физики с помощью карточек.

Интересуйтесь предметом больше

Вы можете найти это скучным, но физика – это предмет, в котором ваше участие имеет большое значение. Вам следует обсудить различные формулы и основные концепции физики со своими учителями и друзьями, что развеет все ваши сомнения.Обсуждение поможет вам лучше понять предмет.

Взгляните на программу

Перед экзаменом по физике вы должны пройти полную программу предмета. Вам следует просмотреть все главы предмета и сначала сделать важные заметки и аспекты. Это автоматически сделает вашу работу намного лучше. Затем вы можете переходить к самым сложным разделам предмета.

Просмотр глав

После лекции по физике следует пройти по главам, которые изучаются в классе.Вы должны пересмотреть уроки и спросить о сомнениях у учителей или учеников. Вы также можете обсудить формулы и уроки с друзьями после школы.

Больше практики

Как мы уже говорили ранее, физика и математика взаимосвязаны. Так же, как вы решаете задачи по математике каждый день, вы также должны выполнять задачи по физике, чтобы в момент экзаменов у вас не возникало никаких сомнений.

Скачивание приложений

Сегодня смартфоны выполняют больше работы, чем другие способы.Вы можете загрузить приложение физики и изучать основные формулы физики через приложения. Студентам понравится больше изучать предмет с помощью приложений. Эксперты также показывают этапы решения физических задач с помощью приложений.

Смотреть онлайн-видео

YouTube сделает физику для вас более интересным предметом. Вы также можете воспользоваться онлайн-лекциями, которые читают преподаватели из разных уголков мира. Некоторые из лучших лекторов мира профессионально обучат вас концепциям, принципам и формулам.

Пройдите ускоренные курсы

Вы можете выбрать ускоренные курсы в любом классе или частном учебном заведении. На этих курсах вы можете углубленно изучить предмет. Они также составляют расписание и своевременно излагают программу. Они проводят тесты и экзамены, чтобы правильно знать предметы.


Кроме того, к другим способам изучения физики относятся эксперименты, подкасты и другие образовательные сайты. Они делают предмет более простым и понятным.

Заключение

Это основные формулы физики и способы, с помощью которых вы можете легко изучить предмет.Вам следует сначала просмотреть и проанализировать главы, преподаваемые в классе. Затем вы можете воспользоваться всеми новейшими способами и техниками, чтобы изучить концепции, принципы и единицы.


Таким образом, физика представляет собой предмет уравнений, задач и математических выражений, которыми можно пользоваться с помощью различных методов.

Калькулятор скорости | Определение | Формула

Этот калькулятор скорости представляет собой универсальный инструмент, позволяющий оценить скорость объекта. Если вы когда-нибудь задумывались, как найти скорость, здесь вы можете сделать это в тремя разными способами .Первый основан на базовом определении скорости, в котором используется хорошо известное уравнение скорости. Второй метод вычисляет изменение скорости, вызванное ускорением за определенный промежуток времени. Наконец, третья часть калькулятора скорости использует формулу средней скорости, которая может быть полезна, если вам нужно проанализировать поездки с разными скоростями на разные расстояния.

Мы также подготовили краткую, но информативную статью о самой скорости. Продолжайте читать, чтобы узнать, что такое формула скорости и каковы наиболее распространенные единицы скорости.Знаете ли вы, что есть существенная разница между скоростью и скоростью? Мы писали об этом с точки зрения физика в тексте ниже.

Что такое скорость? – определение скорости

Определение скорости гласит, что это скорость изменения положения объекта как функция времени. Это одно из фундаментальных понятий классической механики, рассматривающее движение тел. Если вы хотите записать это правило в виде математической формулы, уравнение скорости будет следующим:

скорость = расстояние / время

Имейте в виду, что эта формула скорости работает только тогда, когда объект имеет постоянную скорость в постоянном направлении или если вы хотите найти среднюю скорость на определенном расстоянии (в отличие от мгновенной скорости).Вы, наверное, заметили, что мы используем слова скорость и скорость как синонимы, но вы не можете делать это каждый раз. Чтобы узнать об этом больше, перейдите в раздел «Скорость против скорости».

Помимо линейной скорости, которой мы посвятили этот калькулятор, существуют также другие типы скорости, такие как вращательная или угловая скорость с соответствующими физическими величинами: кинетическая энергия вращения, угловое ускорение или момент инерции массы. Когда объект имеет только угловую скорость, он не смещается (расстояние равно нулю), и вы не можете использовать формулу средней скорости.

Формула средней скорости и единицы скорости

Формула средней скорости описывает взаимосвязь между длиной вашего маршрута и временем, которое требуется на путешествие. Например, если вы едете на машине на расстояние 70 миль за один час, ваша средняя скорость будет равна 70 милям в час. В предыдущем разделе мы ввели основное уравнение скорости, но, как вы, вероятно, уже поняли, в калькуляторе скорости есть и другие уравнения. Перечислим и систематизируем их ниже:

  1. Простое уравнение скорости:

скорость = расстояние / время

  1. Скорость после определенного времени разгона:

конечная скорость = начальная скорость + ускорение * время

  1. Формула средней скорости – средневзвешенная скорость:

средняя скорость = скорость₁ * время₁ + скорость₂ * время₂ +...

Вам следует использовать формулу средней скорости, если вы можете разделить свой маршрут на несколько сегментов. Например, вы едете на автомобиле со скоростью 25 миль в час за 1 час в городе и затем достигаете 70 миль в час за 3 часа на шоссе. Какая у вас средняя скорость? С помощью калькулятора скорости вы можете определить, что это будет около 59 миль в час .

Из приведенных выше уравнений вы также можете представить , что такое единицы скорости .Британские имперские единицы: футы в секунду фут / с и мили в час миль в час . В метрической системе СИ единицами измерения являются метры в секунду м / с и километры в час км / ч . Помните, что вы всегда можете легко переключаться между ними в нашем инструменте!

Соотношение между расстоянием и временем также необходимо при оценке расхода топлива вашим автомобилем. Чтобы рассчитать, сколько газа будет израсходовано в конкретном путешествии, воспользуйтесь нашим калькулятором газа.

Как рассчитать скорость – скорость в зависимости от скорости

Прежде чем мы объясним, как рассчитать скорость, мы хотели бы отметить, что есть небольшая разница между скоростью и скоростью. Первое определяется разницей между конечным и исходным положением и направлением движения, а второе требует только пройденного расстояния. Другими словами, скорость – это вектор (с величиной и направлением), а скорость – это скаляр (только с величиной).

Пора применить на практике формулу средней скорости.Если объект прошел 500 метров за 3 минуты , для расчета средней скорости вам необходимо выполнить следующие шаги:

  1. Измените минуты на секунды (чтобы окончательный результат был в метрах в секунду). 3 минуты = 3 * 60 = 180 секунд ,
  2. Разделите расстояние на время: скорость = 500/180 = 2,77 м / с .

Попробуем другой пример. Вы хотите участвовать в гонке на своей новой машине, которая может изменять скорость с ускорением примерно 6.95 м / с² . Конкурс только начался. Какой будет ваша скорость через 4 секунды ?

  1. Установите начальную скорость на ноль, вы не двигаетесь в начале гонки.
  2. Умножьте ускорение на время, чтобы получить изменение скорости: изменение скорости = 6,95 * 4 = 27,8 м / с .
  3. Поскольку начальная скорость была равна нулю, конечная скорость равна изменению скорости.
  4. Вы можете преобразовать единицы в км / ч , умножив результат на 3.6: 27,8 * 3,6 ≈ 100 км / ч .

Конечно, вы можете значительно упростить вычисления, используя калькулятор средней скорости. Все, что вам нужно сделать, это ввести расстояние и время. Одним из преимуществ использования этого калькулятора является то, что вам не нужно вручную переводить единицы измерения . Наш инструмент сделает все за вас!

Помните, что вы не можете гонять везде, нормальные дороги и шоссе не созданы для сверхвысоких скоростей! Воспользуйтесь калькулятором ДТП, чтобы узнать, насколько опасными могут быть автомобильные столкновения.Не садитесь за руль после употребления алкоголя и регулярно осматривайте свой автомобиль.

Конечная скорость, космическая скорость и релятивистская скорость

Скорость присутствует во многих аспектах физики, и мы создали для нее множество калькуляторов! Первая скорость – это так называемая конечная скорость, которая представляет собой наивысшую скорость, достижимую для свободно падающего объекта. Конечная скорость возникает в жидкостях (например, в воздухе или воде) и зависит от плотности жидкости. Вы можете узнать больше об этом в нашем калькуляторе свободного падения с воздушным сопротивлением.

Знание того, как вычислить скорость, имеет особое значение в астрофизике, поскольку результаты должны быть очень точными. Если вас интересует мир массивных небесных объектов, таких как солнца или планеты, посетите наш калькулятор космической скорости или калькулятор орбитальной скорости. Там можно многому научиться!

В области высоких энергий есть еще одна важная скорость – релятивистская скорость. Это связано с тем, что ни один объект с ненулевой массой не может достичь скорости света.Почему? Когда он приближается к скорости света, его кинетическая энергия становится недостижимой, очень большой или даже бесконечной. Вы можете проверить это с помощью релятивистского калькулятора кинетической энергии, заполнив поле скоростей скоростью света 299 792 458 м / с или 2,998e8 м / с в экспоненциальной нотации. Более того, это причина других явлений, таких как релятивистское сложение скоростей, замедление времени и сокращение длины. Знаменитая формула Альберта Эйнштейна E = mc2 также основана на концепции релятивистской скорости.

Надеюсь, мы убедили вас, что скорость играет важную роль в повседневной жизни, а не только в науке, и мы надеемся, что вам понравился наш калькулятор скорости. Не стесняйтесь изучить другие наши калькуляторы. Это может быть удивительно, но их гораздо больше, связанных со скоростью, о которых мы не упоминали, исследуйте!

FAQ

Какова скорость полета порожней ласточки?

Ну, это зависит от того, говорите ли вы о европейском или африканском разнообразии.Для европейского типа это примерно 11 м / с, или 24 мили в час . Если вам нужна наша знакомая африканская птица, то, боюсь, вам не повезло, жюри все еще в составе.

Как найти мгновенную скорость?

  1. Найдите уравнение, описывающее, как расстояние (x) изменяется во времени (t).
  2. Дифференцируйте формулу по времени.
  3. Пусть dx / dt = мгновенная скорость.
  4. Введите желаемое время в дифференцированную формулу.Результат – мгновенная скорость в момент времени t.

Сколько времени нужно, чтобы достичь предельной скорости?

Среднему человеку потребуется примерно 15 секунд, , чтобы достичь 99% предельной скорости, когда его живот будет обращен к Земле. Достичь 100% -ной конечной скорости очень сложно, если не невозможно, поскольку ускорение экспоненциально падает, когда объект приближается к своей конечной скорости. Это время изменится, если человек изменит положение тела.

Может ли скорость быть отрицательной?

Да, скорость может быть отрицательной .Скорость – это направленная скорость, поэтому, если объект движется против направления, определенного как положительное направление, оно будет отрицательным. Два объекта с равными, но противоположными скоростями имеют одинаковую скорость, но просто движутся в противоположных направлениях.

Как найти начальную скорость?

  1. Определите, какое из смещения (S), конечной скорости (V), ускорения (A) и времени (T) вы должны вычислить для начальной скорости (U).
  2. Если у вас есть В, A и T , используйте U = V – AT.
  3. Если у вас S, V и T , используйте U = 2 (S / T) – V.
  4. Если у вас S, V и A , используйте U = SQRT (V 2 – 2AS).
  5. Если у вас S, A и T , используйте U = (S / T) – (AT / 2).

Как определить конечную скорость?

  1. Определите, какое из смещения (S), начальной скорости (U), ускорения (A) и времени (T) вы должны вычислить для получения конечной скорости (V).
  2. Если у вас U, A и T , используйте V = U + AT.
  3. Если у вас S, U и T , используйте V = 2 (S / T) – U.
  4. Если у вас S, A и T , используйте V = (S / T) + (AT / 2).

Что такое космическая скорость?

Скорость выхода составляет минимальная скорость, необходимая объекту, чтобы избежать гравитационного притяжения другого объекта . Наиболее распространенным примером этого является скорость, необходимая космическому кораблю, чтобы покинуть Землю для далеких планет, которая составляет примерно 11,2 км / с.

В чем разница между скоростью и ускорением?

Скорость – это скорость и направление , с которыми движется объект, а ускорение – это то, как скорость этого объекта изменяется на во времени.Единицы измерения скорости – м / с, а для ускорения – м / с 2 .

Что вызывает изменение скорости?

Взаимодействие с другими объектами вызывает изменение скорости . Когда движущийся объект сталкивается с другим объектом на своем пути, он замедляется (если он сталкивается с чем-то меньшим, например, с частицей воздуха) или останавливается (если он ударяется о стену).

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *