Čo je rýchlosť vo fyzike?

Koncept súvisí so vzdialenosťou, rýchlosťou a časom

Mina De La O/Getty Images

Rýchlosť je definovaná ako a vektor meranie rýchlosti a smeru pohybu. Zjednodušene povedané, rýchlosť je rýchlosť, ktorou sa niečo pohybuje jedným smerom. Rýchlosť auta idúceho na sever po hlavnej diaľnici a rýchlosť rakety vypustenej do vesmíru sa dajú merať pomocou rýchlosti.

Ako ste možno uhádli, skalárna (absolútna hodnota) veľkosť vektora rýchlosti je rýchlosť pohybu. In kalkul Rýchlosť je prvou deriváciou polohy vzhľadom na čas. Rýchlosť môžete vypočítať pomocou jednoduchého vzorca, ktorý zahŕňa rýchlosť, vzdialenosť a čas.

Vzorec rýchlosti

Najbežnejší spôsob výpočtu konštantná rýchlosť objektu pohybujúceho sa v priamke je s týmto vzorcom:

r = d / t

• r je rýchlosť alebo rýchlosť (niekedy označovaná ako v pre rýchlosť)
• d je presunutá vzdialenosť
• t je čas potrebný na dokončenie pohybu

Jednotky rýchlosti

Jednotky SI (medzinárodné) pre rýchlosť sú m/s (metre za sekundu), ale rýchlosť môže byť vyjadrená aj v ľubovoľných jednotkách vzdialenosti za čas. Ďalšie jednotky zahŕňajú míle za hodinu (mph), kilometre za hodinu (kph) a kilometre za sekundu (km/s).

Rýchlosť, rýchlosť a zrýchlenie

Rýchlosť, rýchlosť a zrýchlenie všetky spolu súvisia, hoci predstavujú rôzne merania. Dávajte pozor, aby ste si tieto hodnoty navzájom nezamieňali.

Rýchlosť, je podľa svojej technickej definície skalárna veličina, ktorá udáva rýchlosť pohybu vzdialenosti za čas. Jeho jednotkami sú dĺžka a čas. Inými slovami, rýchlosť je miera prejdenej vzdialenosti za určitý čas. Rýchlosť sa často popisuje jednoducho ako vzdialenosť prejdená za jednotku času. Ide o to, ako rýchlo sa objekt pohybuje.Rýchlosťje vektorová veličina, ktorá udáva posun, čas a smer. Na rozdiel od rýchlosti meria rýchlosť výtlak, vektorová veličina označujúca rozdiel medzi konečnou a počiatočnou polohou objektu. Rýchlosť meria vzdialenosť, skalárnu veličinu, ktorá meria celkovú dĺžku dráhy objektu.Zrýchlenieje definovaná ako vektorová veličina, ktorá udáva rýchlosť zmeny rýchlosti. Má rozmery dĺžky a času v čase. Zrýchlenie sa často označuje ako „zrýchľovanie“, ale v skutočnosti meria zmeny rýchlosti. Zrýchlenie možno vo vozidle zažiť každý deň. Zošliapnete plyn a auto zrýchli, čím sa zvýši jeho rýchlosť.

Prečo na rýchlosti záleží

Rýchlosť meria pohyb začínajúci na jednom mieste a smerujúci k inému miestu. Praktické aplikácie rýchlosti sú nekonečné, ale jedným z najbežnejších dôvodov na meranie rýchlosti je určiť, ako rýchlo vy (alebo čokoľvek v pohybe) dorazíte do cieľa z daného miesta.

Rýchlosť umožňuje vytvárať cestovné poriadky, čo je bežný typ fyzikálnych úloh pridelených študentom. Napríklad, ak vlak odchádza z Penn Station v New Yorku o 14:00. a viete, akou rýchlosťou sa vlak pohybuje na sever, môžete predpovedať, kedy dorazí na South Station v Bostone.

Vzorový problém rýchlosti

Aby ste pochopili rýchlosť, pozrite sa na vzorový problém: študent fyziky zhodí vajíčko z extrémne vysokej budovy. Aká je rýchlosť vajíčka po 2,60 sekundách?

Najťažšou časťou riešenia rýchlosti vo fyzikálnom probléme, ako je tento, je výber správnej rovnice a zapojenie správnych premenných. V tomto prípade by sa na vyriešenie problému mali použiť dve rovnice: jedna na nájdenie výšky budovy alebo vzdialenosti, ktorú vajce prejde a druhá na nájdenie konečnej rýchlosti.

Začnite s nasledujúcou rovnicou pre vzdialenosť, aby ste zistili, aká vysoká bola budova:

d = v_ja*t + 0,5*a*t^dva

kde d je vzdialenosť, v_ja je počiatočná rýchlosť, t je čas a a je zrýchlenie (ktoré v tomto prípade predstavuje gravitáciu pri -9,8 m/s/s). Zapojte svoje premenné a získate:

d = (0 m/s)*(2,60 s) + 0,5*(-9,8 m/s^dva)(2,60 s)^dva
d = -33,1 m (záporné znamienko označuje smer nadol)

Ďalej môžete pripojiť túto hodnotu vzdialenosti, aby ste vyriešili rýchlosť pomocou konečnej rovnice rýchlosti:

v_f= v_i+ a*t

kde v_f je konečná rýchlosť, v_i je počiatočná rýchlosť, a je zrýchlenie a t je čas. Musíte vyriešiť konečnú rýchlosť, pretože objekt zrýchlil na ceste dole. Keďže vajce spadlo a nevrhlo, počiatočná rýchlosť bola 0 (m/s).

v_f= 0+ (-9,8 m/s^dva)(2,60 s)
v_f= -25,5 m/s

Takže rýchlosť vajíčka po 2,60 sekundách je -25,5 metra za sekundu. Rýchlosť sa bežne uvádza ako absolútna hodnota (iba kladná), ale nezabudnite, že je to vektorová veličina a má smer aj veľkosť. Pohyb nahor je zvyčajne označený kladným znamienkom a nadol záporným, len dávajte pozor na zrýchlenie objektu (záporné = spomalenie a kladné = zrýchlenie).