ŚREDNIA PRĘDKOŚĆ: JAK JĄ OBLICZYĆ I PRZYKŁADY - FIZYCZNY - 2025

Średnia prędkość i średnia prędkość określa się jako stosunek między przestrzenią przemieszczania oraz czas użyty do podróży tej przestrzeni. Prędkość jest podstawową wielkością zarówno w fizyce, jak iw życiu codziennym ludzi. Występuje w prawie każdym aspekcie życia ludzi.

Ta obecność prędkości jest szczególnie zauważalna w dzisiejszym społeczeństwie, w którym rośnie zapotrzebowanie na natychmiastowość. Oczywiście prędkość jest również nieodłącznie związana z wieloma zjawiskami fizycznymi. W jakiś sposób wszyscy ludzie mają intuicyjny, mniej lub bardziej poprawny, pomysł na pojęcie prędkości.

Konieczne jest rozróżnienie między prędkością średnią a prędkością chwilową. Prędkość chwilowa to prędkość, jaką ciało przenosi w danej chwili, podczas gdy prędkość średnia jest ilorazem przemieszczenia i czasu.

Ponadto należy zauważyć, że prędkość jest wielkością skalarną; to znaczy ma kierunek, zmysł i moduł. W ten sposób prędkość jest stosowana w jednym kierunku.

W systemie międzynarodowym prędkość mierzy się w metrach na sekundę (m / s), chociaż w życiu codziennym często używa się innych jednostek, takich jak kilometry na godzinę (km / h).

Jak to obliczyć?

Obliczenie średniej prędkości przeprowadza się na podstawie następującego wyrażenia:

v _m = ∆s / ∆t = (s _{f -} s ₀ ) / (t _{f -} t ₀ )

W tym równaniu v _m jest średnią prędkością, ∆s jest przyrostem przemieszczenia, a Δt przyrostem czasu. Z drugiej strony, s _f i s ₀ to odpowiednio końcowe i początkowe przemieszczenie; podczas gdy t _f i t ₀ to odpowiednio czas końcowy i początkowy.

Innym wyrażeniem służącym do obliczania średniej prędkości jest:

v _m = s _t / t _t

W tym wyrażeniu s _t to całkowite przemieszczenie, _{at t} to całkowity czas poświęcony na wykonanie tego przemieszczenia.

Jak widać w tych obliczeniach, brane są pod uwagę tylko całkowite przemieszczenie i całkowity czas w nim wykorzystany, bez konieczności uwzględniania w jakimkolwiek momencie tego przemieszczenia.

Nie jest też konieczne, aby wiedzieć, czy ciało przyspieszyło, zatrzymało się lub przebyło całą drogę ze stałą prędkością.

Często może być konieczne wykonanie odwrotnych obliczeń, aby określić całkowite przemieszczenie na podstawie średniej prędkości i całkowitego czasu.

W takim przypadku wystarczy rozwiązać przesunięcie pierwszego równania, aby uzyskać wyrażenie, które pozwala je obliczyć:

∆s = v _m ∙ ∆t

To samo można zrobić, jeśli konieczne jest obliczenie czasu używanego w ruchu wykonywanym przy znanej średniej prędkości:

∆t = v _m ∙ ∆s

Jednostki miary prędkości

Prędkość można wyrazić w różnych jednostkach. Jak wspomniano powyżej, w systemie międzynarodowym jednostką miary jest metr na sekundę.

Jednak w zależności od kontekstu wygodniejsze lub bardziej praktyczne może być użycie innych jednostek. Stąd w przypadku środków transportu zwykle stosuje się kilometr na godzinę.

Ze swojej strony w anglosaskim systemie jednostek używa się stopy na sekundę (ft / s) lub mili na godzinę (mph) w przypadku środków transportu.

W żegludze morskiej powszechnie stosuje się węzeł; Z drugiej strony w lotnictwie czasami używa się liczby Macha, która jest definiowana jako iloraz prędkości ciała i prędkości dźwięku.

Przykłady obliczania średniej prędkości

Pierwszy przykład

Typowym przykładem, w którym może być konieczne obliczenie średniej prędkości, jest podróż między dwoma oddzielnymi miastami.

Przypuśćmy przypadek, w którym znane jest zarówno całkowite przemieszczenie (które nie musi pokrywać się z odległością między dwoma miastami) dokonane podczas podróży między dwoma miastami - na przykład 216 kilometrów - jak i czas spędzony na tej podróży -na przykład trzy godziny-.

Obliczenie średniej prędkości byłoby wykonane w następujący sposób:

v _m = ∆s / ∆t = 216/3 = 72 km / h

Jeśli chcesz wyrazić prędkość w jednostkach systemu międzynarodowego, powinieneś przeprowadzić następującą konwersję:

v _m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, przyjmując, że kilometr to tysiąc metrów, a godzina ma 3600 sekund.

Drugi przykład

Innym praktycznym przypadkiem obliczania średniej prędkości jest wykonanie kilku ruchów w danym okresie.

Załóżmy, że kobieta, która w ciągu kilku dni odbyła kilka wycieczek rowerowych i chce wiedzieć, jaka była średnia całkowita prędkość jej podróży.

Kobieta przez kolejne dni przebyła następujące dystanse: 30 kilometrów, 50 kilometrów, 40 kilometrów i 20 kilometrów.

Zastosowano następujące czasy: półtorej godziny, dwie i pół godziny, dwie i pół godziny i półtorej godziny. Następnie wynikowa średnia prędkość jest obliczana w następujący sposób:

v _m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h

Przykłady średniej prędkości

Może być interesujące poznanie kilku przykładów średnich prędkości jazdy, aby mieć bardziej intuicyjne wyobrażenie o różnych wartościach, jakie może przyjąć prędkość.

W przypadku osoby idącej za średnią prędkość przyjmuje się 5 kilometrów na godzinę. Jeśli ta sama osoba biegnie, może osiągnąć połowę średniej prędkości.

Średnią prędkość rowerzysty-amatora można oszacować na około 16 kilometrów na godzinę, podczas gdy dla rowerzysty zawodowego na szosie średnia prędkość sięga 45 kilometrów na godzinę.

Huragany kategorii 1 mogą osiągać średnią prędkość 119 kilometrów na godzinę. Wreszcie, średnia prędkość orbitalna Ziemi wokół Słońca wynosi 107 218 kilometrów na godzinę.

Bibliografia

1. Prędkość (nd). W Wikipedii. Pobrane 23 kwietnia 2018 r. Z en.wikipedia.org.
2. Prędkość (nd). W Wikipedii. Pobrane 23 kwietnia 2018 r. Z es.wikipedia.org.
3. Kilometr na godzinę (na). W Wikipedii. Pobrane 23 kwietnia 2018 r. Z es.wikipedia.org.
4. Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands. Wykład Feynmana z fizyki.
5. Elert, Glenn. „Prędkość i prędkość”. The Physics Hypertextbook. Pobrane 23 kwietnia 2018 r.