Średnia prędkość

Jaka jest średnia prędkość?

Średnia prędkość o Średnia prędkość jest definiowana jako iloraz między podróżowaną przestrzenią a czasem spędzonym na podróżowaniu w tej przestrzeni. Szybkość jest podstawową wielkością zarówno w fizyce, jak i codziennym życiu ludzi. Jest obecny w prawie każdym aspekcie życia ludzi.

Ta obecność prędkości jest szczególnie zauważalna w dzisiejszym społeczeństwie, w którym istnieje rosnące zapotrzebowanie na bezpośredniość. Oczywiście prędkość jest również wewnętrznie związana z wieloma zjawiskami fizycznymi. W jakiś sposób wszyscy ludzie mają intuicyjny, mniej lub bardziej dokładny pomysł na koncepcję prędkości.

Konieczne jest rozróżnienie średniej prędkości od szybkości chwilowej. Natychmiastowa prędkość to prędkość, którą korpus przenosi w pewnym momencie, podczas gdy średnia prędkość to stosunek między przemieszczeniem a czasem.

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

W systemie międzynarodowym prędkość mierzy się w metrach na sekundę (M/s), chociaż w życiu codziennym zwykle stosuje się inne jednostki, takie jak kilometry na godzinę (km/h).

Jak obliczyć średnią prędkość?

Obliczanie średniej prędkości odbywa się z następującego wyrażenia:

v_M = ∆S / ∆T = (S_{F -} S₀) / (T_{F -} T₀)

W tym równaniu v_M Jest to średnia prędkość, ∆S to wzrost przemieszczenia, a ∆T to wzrost czasu. Ze swojej strony, s_F  i s₀  Są odpowiednio końcowym i początkowym przemieszczeniem; podczas gdy t_F oraz T₀ Są odpowiednio czasem końcowym i początkowym.

Może ci służyć: drugie prawo termodynamiki: wzory, równania, przykłady

Kolejnym wyrażeniem obliczania średniej prędkości jest:

v_M = s_T / T_T

W tym wyrażeniu s_T Jest to całkowite przemieszczenie i t_T Jest to całkowity czas zainwestowany w dokonanie tego przemieszczenia.

Jak widać w tym obliczeniach, uwzględniane są tylko całkowite przemieszczenie i całkowity czas użyty, bez konieczności uwzględnienia tego, jak wystąpiło to przesunięcie.

Nie jest też konieczne wiedzieć, czy ciało przyspieszyło, zatrzymało się lub wykonało całą trasę ze stałą prędkością.

Często może być konieczne wykonanie odwrotnych obliczeń w celu ustalenia całkowitego przemieszczenia na podstawie średniej prędkości i całkowitego wykorzystanego czasu.

W takim przypadku musisz tylko wyczyścić przemieszczenie pierwszego równania, aby uzyskać wyrażenie, które pozwala go obliczyć:

∆S = v_M ∙ ∆t

Można to również zrobić, jeśli trzeba obliczyć czas spędzony w przemieszczeniu wykonanym ze znaną średnią prędkością:

∆t = v_M ∙ ∆S

Jednostki pomiaru prędkości

Prędkość można wyrazić za pomocą różnych jednostek. Jak wspomniano powyżej, w systemie międzynarodowym jednostką miary jest metro na sekundę.

Jednak według kontekstu korzystanie z innych jednostek może być wygodniejsze lub bardziej praktyczne. Zatem w przypadku środków transportu zwykle stosuje się kilometr na godzinę.

Ze swojej strony, w systemie jednostek anglo -saksonów używają stopy na sekundę (ft/s) lub milę na godzinę (MPH) W przypadku środków transportu.

Podczas nawigacji morskiej zwykle stosuje się węzeł; Z drugiej strony, w aeronautyce czasami używana jest liczba Macha, która jest zdefiniowana jako stosunek między prędkością ciała a prędkością dźwięku.

Może ci służyć: średnie przyspieszenie: jak jest obliczane i rozwiązane

Średnie ćwiczenia obliczania prędkości

Ćwiczenie 1

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

Załóżmy, że przypadek, w którym zarówno całkowite przemieszczenie (które nie musi się pokryć z odległością między dwoma miastami) jest znany w podróży między dwoma miastami - na przykład 216 kilometrów - a także czas używany w tej podróży - Na przykład trzy godziny-.

Obliczenie średniej prędkości byłyby przeprowadzane w następujący sposób:

v_M = ∆S / ∆T = 216/3 = 72 km / h

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

v_M = 72 km/h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m/s, ponieważ jeden kilometr wynosi tysiąc metrów, a jedna godzina to 3600 sekund.

Ćwiczenie 2

Innym praktycznym przypadkiem obliczania średniej prędkości jest to, że w określonym czasie dokonano kilku przemieszczeń.

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

Kobieta przejechała następujące odległości w kolejnych dniach: 30 kilometrów, 50 kilometrów, 40 kilometrów i 20 kilometrów.

Odpowiednie czasy były następujące: półtorej godziny, dwie i pół godziny, 2 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 znać niektóre przykłady średniej prędkości przemieszczenia, aby mieć bardziej intuicyjne wyobrażenie o różnych wartościach.

Może ci służyć: siła spójności

Osoba spacerująca

W przypadku osoby chodzącej wartość jej średniej prędkości jest uważana za 5 kilometrów na godzinę. Jeśli ta sama osoba będzie działać, możesz osiągnąć połowę wspomnianej średniej prędkości.

Rowerzysta

Średnia prędkość amatorskiego rowerzysty można oszacować około 16 kilometrów na godzinę, podczas gdy dla profesjonalnego rowerzysty drogowego średnia prędkość osiąga wartość 45 kilometrów na godzinę.

Huragany

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