Co to jest prędkość w fizyce?

Prędkość jest zdefiniowana jako wektor pomiar prędkości i kierunku ruchu. Mówiąc prosto, prędkość to prędkość, z jaką coś porusza się w jednym kierunku. Prędkość samochodu jadącego na północ główną autostradą oraz prędkość rakiety wystrzeliwanej w kosmos można zmierzyć za pomocą prędkości.

Jak można się domyślić, skalarną (wartością bezwzględną) wielkością wektora prędkości jest prędkość ruchu. W rachunek różniczkowy terminy, prędkość jest pierwszą pochodną pozycji względem czasu. Możesz obliczyć prędkość za pomocą prostej formuły, która obejmuje prędkość, dystans i czas.

Najczęstszy sposób obliczania stała prędkość obiektu poruszającego się w linii prostej ma następującą formułę:

r = re / t

• r to szybkość lub prędkość (czasami oznaczana jako v dla prędkości)
• re jest przesuniętą odległością
• t to czas potrzebny do ukończenia ruchu

Jednostkami SI (międzynarodowymi) prędkości są m / s (metry na sekundę), ale prędkość można również wyrazić w dowolnej jednostce odległości na czas. Inne jednostki obejmują mile na godzinę (mph), kilometry na godzinę (km / h) i kilometry na sekundę (km / s).

Prędkość, prędkość i przyśpieszenie są ze sobą powiązane, ale reprezentują różne pomiary. Uważaj, aby nie pomylić tych wartości ze sobą.

• Prędkość, zgodnie z jego definicją techniczną, jest wielkością skalarną, która wskazuje tempo odległości ruchu na czas. Jego jednostkami są długość i czas. Innymi słowy, prędkość jest miarą odległości przebytej w określonym czasie. Prędkość jest często opisywana po prostu jako przebyta odległość na jednostkę czasu. To, jak szybko obiekt się porusza.
• Prędkość jest wielkością wektorową, która wskazuje przemieszczenie, czas i kierunek. W przeciwieństwie do prędkości, miary prędkości przemieszczenie, wielkość wektora wskazująca różnicę między pozycją końcową a początkową obiektu. Prędkość mierzy odległość, wielkość skalarną, która mierzy całkowitą długość ścieżki obiektu.
• Przyśpieszenie jest zdefiniowany jako wielkość wektorowa wskazująca szybkość zmiany prędkości. Ma wymiary długości i czasu w czasie. Przyspieszenie jest często określane jako „przyspieszenie”, ale tak naprawdę mierzy zmiany prędkości. Przyspieszenie można doświadczać każdego dnia w pojeździe. Naciskasz na pedał gazu, a samochód przyspiesza, zwiększając jego prędkość.

Prędkość mierzy ruch rozpoczynający się w jednym miejscu i zmierzający w inne miejsce. Praktyczne zastosowania prędkości są nieograniczone, ale są jednym z najczęstszych powodów pomiaru prędkości jest określenie, jak szybko ty (lub cokolwiek w ruchu) dotrzesz do miejsca docelowego z danej lokalizacji.

Velocity umożliwia tworzenie rozkładów jazdy, które są typowym problemem fizyki przypisywanym studentom. Na przykład, jeśli pociąg odjeżdża z Penn Station w Nowym Jorku o 14.00. a znasz prędkość, z jaką pociąg porusza się na północ, możesz przewidzieć, kiedy przyjedzie na dworzec South Station w Bostonie.

Aby zrozumieć prędkość, spójrz na przykładowy problem: student fizyki upuszcza jajko z wyjątkowo wysokiego budynku. Jaka jest prędkość jajka po 2,60 sekundy?

Najtrudniejszą częścią rozwiązywania prędkości w problemie fizyki, takim jak ten, jest wybranie odpowiedniego równania i wstawienie odpowiednich zmiennych. W takim przypadku należy zastosować dwa równania, aby rozwiązać problem: jedno, aby znaleźć wysokość budynku lub odległość, jaką podróżuje jajko, a drugie, aby znaleźć prędkość końcową.

Zacznij od następującego równania odległości, aby dowiedzieć się, jak wysoki był budynek:

d = v_ja* t + 0,5 * a * t²

gdzie re jest odległość v_ja jest prędkością początkową, t jest czas i za oznacza przyspieszenie (które w tym przypadku reprezentuje grawitację przy -9,8 m / s / s). Podłącz swoje zmienne, a otrzymasz:

d = (0 m / s) * (2,60 s) + 0,5 * (- 9,8 m / s²) (2,60 s)²
d = -33,1 m (znak ujemny wskazuje kierunek w dół)

Następnie możesz podłączyć tę wartość odległości, aby rozwiązać dla prędkości za pomocą końcowego równania prędkości:

v_fa = v_ja + a * t

gdzie v_fato prędkość końcowa, v_ja jest prędkością początkową, za oznacza przyspieszenie, i t jest czas. Musisz rozwiązać ostateczną prędkość, ponieważ obiekt przyśpieszał w dół. Ponieważ jajko zostało upuszczone i nie zostało rzucone, początkowa prędkość wynosiła 0 (m / s).

v_fa = 0 + (-9,8 m / s²) (2,60 s)
v_fa = -25,5 m / s

Tak więc prędkość jajka po 2,60 sekundach wynosi -25,5 metra na sekundę. Prędkość jest zwykle zgłaszana jako wartość bezwzględna (tylko dodatnia), ale pamiętaj, że jest to wielkość wektorowa i ma kierunek oraz wielkość. Zwykle ruch w górę jest oznaczony znakiem dodatnim, a w dół ujemnym, po prostu zwróć uwagę na przyspieszenie obiektu (ujemne = zwolnienie i dodatnie = przyspieszenie).