- Kā to aprēķināt?
- Ātruma mērvienības
- Vidējā ātruma aprēķināšanas piemēri
- Pirmais piemērs
- Otrais piemērs
- Vidējā ātruma piemēri
- Atsauces
Vidējais ātrums vai vidējais ātrums tiek definēts kā koeficients starp telpu ceļoja un laiks izmantots ceļot šo vietu. Ātrums ir būtisks daudzums gan fizikā, gan cilvēku ikdienas dzīvē. Tas ir sastopams gandrīz visos cilvēku dzīves aspektos.
Šāda ātruma klātbūtne ir īpaši pamanāma mūsdienu sabiedrībā, kur pieaug pieprasījums pēc neatliekamības. Protams, ātrums ir arī būtībā saistīts ar daudzām fiziskām parādībām. Kaut kā visiem cilvēkiem ir intuitīva, vairāk vai mazāk pareiza ideja par ātruma jēdzienu.
Ir jānošķir vidējais ātrums un momentānais ātrums. Momentālais ātrums ir ātrums, ko ķermenis veic noteiktā mirklī, savukārt vidējais ātrums ir koeficients starp pārvietojumu un laiku.
Turklāt jāņem vērā, ka ātrums ir skalārs lielums; tas ir, tam ir virziens, jēga un modulis. Tādā veidā ātrums tiek piemērots vienā virzienā.
Starptautiskajā sistēmā ātrumu mēra metros sekundē (m / s), lai gan ikdienas dzīvē bieži tiek izmantotas citas vienības, piemēram, kilometri stundā (km / h).
Kā to aprēķināt?
Vidējā ātruma aprēķināšanu veic, izmantojot šādu izteiksmi:
v m = ∆s / ∆t = (s f - s 0 ) / (t f - t 0 )
Šajā vienādojumā v m ir vidējais ātrums, ∆s ir pārvietojuma pieaugums un ∆t ir laika pieaugums. No otras puses, s f un s 0 ir attiecīgi galīgais un sākotnējais pārvietojums; savukārt t f un t 0 ir attiecīgi pēdējais un sākotnējais laiks.
Vēl viena izteiksme vidējā ātruma aprēķināšanai ir:
v m = s t / t t
Šajā izteiksmē s t ir kopējais pārvietojums un t t ir kopējais laiks, kas ieguldīts šīs pārvietošanas veikšanā.
Kā redzams šajā aprēķinā, tiek ņemts vērā tikai kopējais pārvietojums un tajā izmantotais kopējais laiks, un nekad nav jāņem vērā, kā šī pārvietošanās notika.
Nav arī jāzina, vai ķermenis ir paātrinājies, apstājies vai braucis visu ceļu ar nemainīgu ātrumu.
Bieži vien var būt nepieciešams veikt apgriezto aprēķinu, lai noteiktu kopējo pārvietojumu no vidējā ātruma un kopējo patērēto laiku.
Tādā gadījumā jums vienkārši jāatrisina pirmā vienādojuma pārvietošana, lai iegūtu izteiksmi, kas ļauj to aprēķināt:
∆s = v m ∙ ∆t
To pašu varētu darīt, ja ir jāaprēķina laiks, kas izmantots kustībai, ko veic ar zināmu vidējo ātrumu:
∆t = v m ∙ ∆s
Ātruma mērvienības
Ātrumu var izteikt dažādās vienībās. Kā minēts iepriekš, starptautiskajā sistēmā mērvienība ir metrs sekundē.
Tomēr, atkarībā no konteksta, var būt ērtāk vai praktiskāk izmantot citas vienības. Tādējādi transporta līdzekļiem parasti izmanto kilometru stundā.
No otras puses, anglosakšu vienību sistēmā viņi transportlīdzeklim izmanto pēdu sekundē (pēdas / s) vai jūdzi stundā (jūdzes stundā).
Jūras navigācijā parasti izmanto mezglu; No otras puses, aeronautikā dažreiz tiek izmantots Maha skaitlis, ko nosaka kā koeficientu starp ķermeņa ātrumu un skaņas ātrumu.
Vidējā ātruma aprēķināšanas piemēri
Pirmais piemērs
Tipisks piemērs, kurā var būt nepieciešams aprēķināt vidējo ātrumu, ir brauciens starp divām atsevišķām pilsētām.
Pieņemsim, ka ir zināms gan kopējais pārvietojums (kam nav jāsakrīt ar attālumu starp abām pilsētām), kas veikts braucienā starp abām pilsētām, piemēram, 216 kilometri, gan arī šajā braucienā pavadītais laiks. - piemēram, trīs stundas-.
Vidējo ātrumu aprēķina šādi:
v m = ∆s / ∆t = 216/3 = 72 km / h
Ja vēlaties izteikt ātrumu Starptautiskās sistēmas vienībās, jums jāveic šāda konvertēšana:
v m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, jo kilometrs ir tūkstoš metru un stunda ir 3600 sekundes.
Otrais piemērs
Vēl viens vidējā ātruma aprēķināšanas praktiskais gadījums ir tad, ja noteiktā laika posmā ir veiktas vairākas kustības.
Pieņemsim, ka sieviete, kas vairāku dienu laikā ir veikusi vairākus braucienus ar velosipēdu un vēlas uzzināt, kāds ir bijis viņas brauciena vidējais kopējais ātrums.
Sieviete visu secīgo dienu laikā ir nobraukusi šādus attālumus: 30 kilometrus, 50 kilometrus, 40 kilometrus un 20 kilometrus.
Attiecīgie laiki ir bijuši šādi: pusotra stunda, divas ar pusi stundas, pusotra stunda un pusotra stunda. Tad iegūto vidējo ātrumu aprēķina šādi:
v m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h
Vidējā ātruma piemēri
Var būt interesanti uzzināt dažus vidējā braukšanas ātruma piemērus, lai iegūtu intuitīvāku priekšstatu par dažādām vērtībām, kuras ātrums var uzņemt.
Ja cilvēks staigā, viņa vidējā ātruma vērtību uzskata par 5 kilometriem stundā. Ja skrien tas pats cilvēks, viņš var sasniegt pusi no vidējā ātruma.
Riteņbraucēja amatiera vidējo ātrumu var lēst ap 16 kilometriem stundā, savukārt profesionālam riteņbraucējam uz ceļa vidējais ātrums sasniedz vērtību 45 kilometri stundā.
Pirmās kategorijas viesuļvētras vidējais ātrums var būt 119 kilometri stundā. Visbeidzot, vidējais Zemes orbītas ātrums ap Sauli ir 107 218 kilometri stundā.
Atsauces
- Ātrums (nd). Vikipēdijā. Iegūts 2018. gada 23. aprīlī no vietnes en.wikipedia.org.
- Ātrums (nd). Vikipēdijā. Saņemts 2018. gada 23. aprīlī no es.wikipedia.org.
- Kilometrs stundā (nav). Vikipēdijā. Saņemts 2018. gada 23. aprīlī no es.wikipedia.org.
- Ričards P. Feinmans, Roberts B. Leightons, Metjū Sands. Feinmana fizikas lekcijas.
- Elerts, Glenn. "Ātrums un ātrums". Fizikas hiperteksta grāmata. Iegūts 2018. gada 23. aprīlī.